Quan sát đã cho thấy những dòng bụi gây mưa sao băng phức tạp hơn những gì các nhà khoa học từng nghĩ: chúng biến dạng và thay đổi khi chuyển động quanh Mặt Trời chứ không di chuyển theo một hướng nhất định.
Sự thay đổi đột ngột này có thể được thấy trên hình ảnh minh họa sử dụng góc nhìn rộng để xác định đường đi của các thiên thạch và qua đó dựng lại hơn 45 mưa sao băng với đường đi của các mảnh vụn trong Hệ Mặt Trời.
Hình dưới là mưa sao băng Perseids, bạn có thể trực tiếp thao tác bằng cách giữ và kéo để thay đổi góc nhìn hoặc zoom.
Mưa sao băng xảy ra khi Trái Đất đi qua các mảnh vụn và bụi sót lại trên quỹ đạo của các tiểu hành tinh và sao chổi khi chúng di chuyển trong Hệ Mặt Trời. Những mảnh vụn này cháy trong khí quyển Trái Đất và tạo thành sao băng trên bầu trời.
Trong một đêm nhất định, tất cả sao băng của một trận mưa sao băng dường như xuất phát từ một điểm cụ thể trên bầu trời gọi là tâm điểm. Tâm điểm này được nhiều người quan sát cho rằng nó không đổi đối với mỗi trận mưa sao băng (Ví dụ như Perseids dường như bắt nguồn từ chòm sao Perseus trong suốt thời gian đỉnh điểm xuất hiện mưa sao băng). Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy điểm xuất phát của các sao băng có thể thay đổi và vì lý do nào đó mà mưa sao băng có thể kéo dài rất lâu.
Peter Jenniskens, một nhà thiên văn học thuộc viện SETI (Tìm kiếm trí tuệ ngoài Trái Đất) và Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA cho biết: “Đây là lần đầu tiên có một tài liệu chi tiết về việc này và cũng là lần đầu tiên nó được trình diễn qua mô hình để bạn có thể nhìn thấy các dòng thiên thạch – một thành phần của Hệ Mặt Trời trông như thế nào trong không gian.”
Jenniskens là người đứng đầu dự án khảo sát sao bằng toàn bộ bầu trời bằng camera (tên chính xác: Cameras for Allsky Meteor Surveillance; viết tắt là CAMS). Dự án này sử dụng những máy quay ở độ sáng thấp (rất nhiều trong số đó là các camera an ninh thông thường) trên toàn thế giới để ghi lại các trận mưa sao băng. Hệ thống này đã ghi lại đường đi của hơn 300.000 sao băng kể từ khi nó bắt đầu quan sát vào năm 2010.
Bằng cách kết hợp tất cả các đường đi, các nhà nghiên cứu có thể hình dung ra dòng thiên thạch của sao chổi (và một số tiểu hành tinh sơ khai) trong Hệ Mặt Trời để tìm ra cách những dòng này biến dạng và thay đổi hướng tiếp cận tại các điểm khác nhau dọc theo quỹ đạo của Trái Đất và gây ra mưa sao băng trên bầu trời. Các dữ liệu đo được biểu diễn qua hình ảnh minh hoạ mới dưới dạng mã nguồn mở được tạo bởi Ian Webster.
Mưa sao băng có vị trí dịch chuyển trên bầu trời do Trái Đất đang di chuyển theo một quỹ đạo cong khi nó đi qua các dòng thiên thạch, nhưng điều đó chưa phải toàn bộ câu chuyện ở đây, Jenniskens nói.
"Khi tôi bỏ qua chuyển động của Trái Đất trong bản đồ, tôi thấy rằng một số mưa sao băng giữ nguyên vị trí. Chúng đến từ một hướng xác định, trở nên dữ dội trong vài ngày, đạt đỉnh rồi biến mất dần," Jenniskens nói, “Nhưng có một số mưa sao băng có sự di chuyển và sẽ rất thú vị khi quan sát điều đó trong hình ảnh động minh hoạ”.
Sự thay đổi vị trí nhiều nhất trong nhiều trường hợp đến từ những mưa sao băng chu kỳ ngắn như Kappa Cygnids và Omicron Eridanids. Những thiên thạch của chúng có quỹ đạo tương đối ngắn giữa quỹ đạo của Trái Đất và Sao Mộc. Những luồng thiên thạch này kéo dài và biến dạng vì thế tâm điểm của các mưa sao băng di chuyển đột ngột trên bầu trời trong khoảng thời gian kéo dài vài tháng của mưa sao băng.
Jenniskens cho biết hiệu ứng này có thể xuất phát từ lực kéo của các hành tinh lên những dòng thiên thạch. Các điểm nơi quỹ đạo của dòng thiên thạch cắt qua mặt phẳng chung của các hành tinh thay đổi theo thời gian, và lực kéo của Sao Mộc ở đầu bên ngoài quỹ đạo của chúng cũng làm thay đổi nơi tiếp cận gần nhất của chúng với Mặt Trời. Những hiệu ứng này kết hợp khiến dòng thiên thạch bị lệch khiến cho mưa sao băng thay đổi vị trí, và thời gian Trái Đất tiếp xúc với dòng thiên thạch cũng dài hơn.
Mưa sao băng Orionids
Mưa sao băng chu kỳ càng dài thì sự thay đổi vị trí càng lớn, mặc dù quỹ đạo của chúng ít bị ảnh hưởng hơn bởi Sao Mộc. Ví dụ như trận mưa sao băng nổi tiếng Perseid được tạo ra bởi những mảnh vỡ rải rác của sao chổi Swift – Tuttle. Trong thời gian cao điểm, Perseids dường như có vùng tâm điểm là chòm sao Perseus, nhưng thực tế nó có sự di chuyển chậm suốt trong thời gian diễn ra mưa sao băng này (ngay cả khi có tính tới chuyển động của Trái Đất).
Nhìn chung, cả 18 mưa sao băng chu kỳ ngắn và 27 mưa sao băng chu kỳ dài đều di chuyển vị trí hàng đêm (theo Jenniskens thì còn có nhiều mưa sao băng hơn có thể được thấy ở Nam bán cầu). Một số mưa sao băng không dịch chuyển - Jenniskens bổ sung - và việc một mưa sao băng có dịch chuyển hay không, dịch chuyển bằng cách nào có thể chứa đựng manh mối về thời điểm và cách mà các dòng thiên thạch của chúng được tạo thành.
Keniskens hy vọng rằng minh hoạ trực quan này sẽ truyền cảm hứng cho nhiều nhà thiên văn học nghiệp dư tham gia vào các nghiên cứu theo dõi các trận mưa sao băng. Các địa điểm được liệt kê trực tuyến trên trang web của CAMS và nhóm nghiên cứu đặc biệt rất cần thêm thông tin về các vùng có thể giúp mô phỏng mưa sao băng ở Nam bán cầu. Nhiều mưa sao băng chỉ xuất hiện trong một thời gian ngắn như vài giờ, một số chỉ xuất hiện trong một số năm nhất định và đôi khi thời tiết cản trở, vì thế càng có nhiều người quan sát thì có càng nhiều dữ liệu được thu thập.
Jenniskens nói: “Đây là một quá trình dài để có đủ các khu vực được quan sát và thực sự nhìn thấy tất cả mưa sao băng một cách chi tiết. Giờ đây đã đến lúc mà chính bạn có thể thực sự tạo ra những bản đồ này và xem những gì đang diễn ra”.
Mỹ Linh
Theo Space
