Thoại Viết Hoàng
Writer
Hai mươi năm trước, Quốc hội Hoa Kỳ đã giao cho NASA nhiệm vụ phát hiện 90% các tiểu hành tinh gần Trái Đất có thể gây đe dọa đến hành tinh của chúng ta. NASA đã đạt được một số tiến bộ khi phát hiện các tiểu hành tinh quay quanh Mặt trời và tiến gần Trái Đất trong phạm vi 1,3 AU (đơn vị thiên văn, tương đương khoảng 195 triệu km). Tuy nhiên, các nhà khoa học hiện cho rằng phạm vi tìm kiếm cần được mở rộng, bởi ngày càng nhiều tiểu hành tinh quay cùng quỹ đạo với sao Kim – vốn nằm trong khoảng 0,72 AU (tức gần 108 triệu km tính từ Mặt trời) – cũng có thể trở thành mối nguy tiềm tàng đối với Trái Đất.
Một nghiên cứu mới đang cố gắng xác định số lượng tiểu hành tinh có khả năng quay đồng quỹ đạo với sao Kim và làm thế nào để phát hiện chúng. Những thiên thể này rất khó quan sát vì thường nằm trong vùng ánh sáng chói của Mặt trời. Khả năng phát hiện phụ thuộc vào “cửa sổ quan sát” – khoảng thời gian ngắn khi chúng di chuyển ra khỏi vùng chói – và sự thay đổi độ sáng của tiểu hành tinh.
Nghiên cứu này có tên Mối đe dọa vô hình: Đánh giá rủi ro tác động của các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim chưa được phát hiện, do Valerio Carruba – phó giáo sư tại Đại học São Paulo (Brazil) – đứng đầu, đã được gửi tới tạp chí Astronomy & Astrophysics.
Các tác giả viết rằng hiện có 20 tiểu hành tinh đồng quỹ đạo đã biết, tuy không tiếp cận gần sao Kim nhưng vẫn có khả năng va chạm với Trái Đất. Theo định nghĩa, một tiểu hành tinh được xem là tiềm ẩn nguy hiểm (PHA) nếu có đường kính tối thiểu 140 mét và tiếp cận trong phạm vi 0,05 AU (khoảng 7,5 triệu km) tính từ quỹ đạo Trái Đất.
Câu hỏi đặt ra là: liệu các tiểu hành tinh này có thực sự đe dọa Trái Đất?
Các tác giả nhấn mạnh mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá mối đe dọa tiềm ẩn từ các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim chưa được phát hiện, cũng như xác định khả năng quan sát chúng từ các đài quan sát trên Trái Đất hoặc từ không gian.
Trong số 20 tiểu hành tinh đã biết, chỉ có một có độ lệch tâm quỹ đạo nhỏ hơn 0,38 – điều này hợp lý vì các tiểu hành tinh có quỹ đạo rộng thường đến gần Trái Đất hơn và dễ phát hiện hơn. Tuy nhiên, điều đó cũng có nghĩa là có thể tồn tại rất nhiều tiểu hành tinh với quỹ đạo tròn hơn, ít lệch tâm hơn, mà ta chưa phát hiện được.
Một trở ngại lớn là tính hỗn loạn trong quỹ đạo của các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim. Các tác giả cho biết: "Các tiểu hành tinh này rất hỗn loạn, với thời gian Lyapunov khoảng 150 năm", tức là sau thời gian này, quỹ đạo của một vật thể trở nên không thể dự đoán được do tính chất hỗn loạn trong hệ động lực.
Vì vậy, thay vì theo dõi từng quỹ đạo riêng lẻ, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mạng lưới các mô phỏng bao gồm 26 tiểu hành tinh nhân bản với các thông số quỹ đạo khác nhau. Họ tích hợp chuyển động của các bản sao này cùng với các hành tinh khác trong hệ Mặt trời suốt 36.000 năm, rồi phân tích xem có bao nhiêu trường hợp tiếp cận Trái Đất.
Kết quả cho thấy, những tiểu hành tinh có độ lệch tâm thấp và nằm trong vùng nghiêng quỹ đạo nhỏ thực sự có thể va chạm với Trái Đất.
Nhóm nghiên cứu sau đó kiểm tra khả năng phát hiện những thiên thể này từ Đài quan sát Vera Rubin trên Trái Đất. Họ phát hiện rằng những tiểu hành tinh này chỉ có thể quan sát vào một số thời điểm nhất định trong năm, khi chúng không bị ánh sáng Mặt trời che khuất và nằm gần điểm tiếp cận Trái Đất.
Họ lưu ý: "Những hạn chế về độ cao và phạm vi hoạt động của Mặt trời giới hạn quan sát vào những thời điểm nhất định", ám chỉ đến góc giữa tiểu hành tinh và Mặt trời nhìn từ Trái Đất (góc ly giác).
Từ đó, nghiên cứu cho thấy những khó khăn rất lớn trong việc phát hiện các PHA đồng quỹ đạo với sao Kim từ Trái Đất. Một giải pháp khả thi là triển khai các tàu vũ trụ đến vùng lân cận sao Kim. Các nhà nghiên cứu viết: “Quan sát từ quỹ đạo quanh sao Kim, nơi quay lưng với Mặt trời, có thể cải thiện đáng kể khả năng phát hiện các thiên thể này.” Một số sứ mệnh đã được đề xuất, chẳng hạn như đặt tàu quan sát ở các điểm hào quang L1 hoặc L2 giữa Mặt trời và Trái Đất, hoặc giữa Mặt trời và sao Kim.
Chúng ta đã biết rằng có một số tiểu hành tinh có xác suất va chạm cao với Trái Đất, trong đó một số đủ lớn để phá hủy cả thành phố. Một tiểu hành tinh chỉ rộng 150 mét cũng có thể mang năng lượng va chạm tương đương hàng trăm triệu tấn TNT – gấp hàng nghìn lần bom nguyên tử Thế chiến II.
"Trong số đó, những tiểu hành tinh có độ lệch tâm thấp quay quanh sao Kim đặc biệt nguy hiểm do việc phát hiện và theo dõi chúng từ Trái Đất rất khó khăn", các tác giả kết luận.
Đài quan sát Vera Rubin sẽ vẫn đóng vai trò then chốt trong việc phát hiện nhiều tiểu hành tinh nguy hiểm thông qua các cuộc khảo sát định kỳ. Tuy nhiên, để thực sự phát hiện toàn bộ nhóm PHA đang "ẩn mình" trong quỹ đạo của sao Kim, nhóm nghiên cứu cho rằng chúng ta cần một sứ mệnh không gian chuyên biệt – đặt thiết bị quan sát gần sao Kim – mới có thể hoàn thành sứ mệnh do Quốc hội giao cách đây hai thập kỷ.
Một nghiên cứu mới đang cố gắng xác định số lượng tiểu hành tinh có khả năng quay đồng quỹ đạo với sao Kim và làm thế nào để phát hiện chúng. Những thiên thể này rất khó quan sát vì thường nằm trong vùng ánh sáng chói của Mặt trời. Khả năng phát hiện phụ thuộc vào “cửa sổ quan sát” – khoảng thời gian ngắn khi chúng di chuyển ra khỏi vùng chói – và sự thay đổi độ sáng của tiểu hành tinh.
Nghiên cứu này có tên Mối đe dọa vô hình: Đánh giá rủi ro tác động của các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim chưa được phát hiện, do Valerio Carruba – phó giáo sư tại Đại học São Paulo (Brazil) – đứng đầu, đã được gửi tới tạp chí Astronomy & Astrophysics.
Các tác giả viết rằng hiện có 20 tiểu hành tinh đồng quỹ đạo đã biết, tuy không tiếp cận gần sao Kim nhưng vẫn có khả năng va chạm với Trái Đất. Theo định nghĩa, một tiểu hành tinh được xem là tiềm ẩn nguy hiểm (PHA) nếu có đường kính tối thiểu 140 mét và tiếp cận trong phạm vi 0,05 AU (khoảng 7,5 triệu km) tính từ quỹ đạo Trái Đất.
Câu hỏi đặt ra là: liệu các tiểu hành tinh này có thực sự đe dọa Trái Đất?
Các tác giả nhấn mạnh mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá mối đe dọa tiềm ẩn từ các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim chưa được phát hiện, cũng như xác định khả năng quan sát chúng từ các đài quan sát trên Trái Đất hoặc từ không gian.
Trong số 20 tiểu hành tinh đã biết, chỉ có một có độ lệch tâm quỹ đạo nhỏ hơn 0,38 – điều này hợp lý vì các tiểu hành tinh có quỹ đạo rộng thường đến gần Trái Đất hơn và dễ phát hiện hơn. Tuy nhiên, điều đó cũng có nghĩa là có thể tồn tại rất nhiều tiểu hành tinh với quỹ đạo tròn hơn, ít lệch tâm hơn, mà ta chưa phát hiện được.
Một trở ngại lớn là tính hỗn loạn trong quỹ đạo của các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim. Các tác giả cho biết: "Các tiểu hành tinh này rất hỗn loạn, với thời gian Lyapunov khoảng 150 năm", tức là sau thời gian này, quỹ đạo của một vật thể trở nên không thể dự đoán được do tính chất hỗn loạn trong hệ động lực.
Vì vậy, thay vì theo dõi từng quỹ đạo riêng lẻ, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một mạng lưới các mô phỏng bao gồm 26 tiểu hành tinh nhân bản với các thông số quỹ đạo khác nhau. Họ tích hợp chuyển động của các bản sao này cùng với các hành tinh khác trong hệ Mặt trời suốt 36.000 năm, rồi phân tích xem có bao nhiêu trường hợp tiếp cận Trái Đất.
Kết quả cho thấy, những tiểu hành tinh có độ lệch tâm thấp và nằm trong vùng nghiêng quỹ đạo nhỏ thực sự có thể va chạm với Trái Đất.
Nhóm nghiên cứu sau đó kiểm tra khả năng phát hiện những thiên thể này từ Đài quan sát Vera Rubin trên Trái Đất. Họ phát hiện rằng những tiểu hành tinh này chỉ có thể quan sát vào một số thời điểm nhất định trong năm, khi chúng không bị ánh sáng Mặt trời che khuất và nằm gần điểm tiếp cận Trái Đất.
Họ lưu ý: "Những hạn chế về độ cao và phạm vi hoạt động của Mặt trời giới hạn quan sát vào những thời điểm nhất định", ám chỉ đến góc giữa tiểu hành tinh và Mặt trời nhìn từ Trái Đất (góc ly giác).
Từ đó, nghiên cứu cho thấy những khó khăn rất lớn trong việc phát hiện các PHA đồng quỹ đạo với sao Kim từ Trái Đất. Một giải pháp khả thi là triển khai các tàu vũ trụ đến vùng lân cận sao Kim. Các nhà nghiên cứu viết: “Quan sát từ quỹ đạo quanh sao Kim, nơi quay lưng với Mặt trời, có thể cải thiện đáng kể khả năng phát hiện các thiên thể này.” Một số sứ mệnh đã được đề xuất, chẳng hạn như đặt tàu quan sát ở các điểm hào quang L1 hoặc L2 giữa Mặt trời và Trái Đất, hoặc giữa Mặt trời và sao Kim.
Chúng ta đã biết rằng có một số tiểu hành tinh có xác suất va chạm cao với Trái Đất, trong đó một số đủ lớn để phá hủy cả thành phố. Một tiểu hành tinh chỉ rộng 150 mét cũng có thể mang năng lượng va chạm tương đương hàng trăm triệu tấn TNT – gấp hàng nghìn lần bom nguyên tử Thế chiến II.
"Trong số đó, những tiểu hành tinh có độ lệch tâm thấp quay quanh sao Kim đặc biệt nguy hiểm do việc phát hiện và theo dõi chúng từ Trái Đất rất khó khăn", các tác giả kết luận.
Đài quan sát Vera Rubin sẽ vẫn đóng vai trò then chốt trong việc phát hiện nhiều tiểu hành tinh nguy hiểm thông qua các cuộc khảo sát định kỳ. Tuy nhiên, để thực sự phát hiện toàn bộ nhóm PHA đang "ẩn mình" trong quỹ đạo của sao Kim, nhóm nghiên cứu cho rằng chúng ta cần một sứ mệnh không gian chuyên biệt – đặt thiết bị quan sát gần sao Kim – mới có thể hoàn thành sứ mệnh do Quốc hội giao cách đây hai thập kỷ.