Theo một nghiên cứu mới, Sao Thiên Vương đã va chạm với một thiên thể có kích thước khoảng gấp đôi Trái Đất, điều đó đã khiến cho nó bị lệch trục và cũng có thể giải thích cho nhiệt độ băng giá của nó.
Các nhà thiên văn học ở Đại học Durham - Anh dẫn đầu một nhóm chuyên gia quốc tế đã tìm hiểu cách mà Sao Thiên Vương có trục lệch (gần như nằm ngang so với mặt phẳng quỹ đạo) và những hệ quả mà vụ va chạm lớn nêu trên đã gây ra đối với quá trình tiến hóa của hành tinh này.
Nhóm nghiên cứu đã cho chạy những mô phỏng máy tính phân giải cao đầu tiên về những vụ va chạm lớn khác nhau với hành tinh băng khổng lồ này để cố gắng làm rõ quá trình tiến hóa của nó.
Nghiên cứu xác nhận một nghiên cứu khác trước đây rằng độ nghiêng trục của Sao Thiên Vương được gây ra bởi một va chạm với một thiên thể lớn - nhiều khả năng là một tiền hành tinh đá hoặc băng - trong giai đoạn hình thành Hệ Mặt Trời cách đây khoảng 4 tỷ năm.
Các mô phỏng cũng gợi ý rằng những mảnh vụn từ vụ va chạm này có thể hình thành nên một lớp vỏ mỏng gần rìa của lớp băng trên Sao Thiên Vương và giam giữ nhiệt lượng tỏa ra từ lõi của nó. Theo các nhà nghiên cứu, sự giam giữ nhiệt lượng bên trong này có thể giúp giải thích phần nào nhiệt độ cực lạnh của lớp khí quyển bên ngoài của Sao Thiên Vương (khoảng -216 độ C).
Tác giả chính của nghiên cứu là Jacob Kegerris ở Viện Vũ trụ học máy tính thuộc Đại học Durham cho biết: "Sao Thiên Vương có trục quay ngang, gần như vuông góc với trục của tất cả các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời. Điều đó gần như chắc chắn là do một va chạm lớn, nhưng chúng ta biết rất ít về cách mà nó đã xảy ra và liệu rằng sự kiện đó đã gây ảnh hưởng những gì nữa tới hành tinh này."
"Chúng tôi đã cho chạy hơn 50 kịch bản va chạm khác nhau trên những siêu máy tính cực mạnh để xem xem liệu chúng tôi có thể tái dựng lại những điều kiện đã quyết định tiến hóa của hành tinh này hay không," Kegerris nói. "Những phát hiện của chúng tôi xác nhận rằng khả năng cao nhất là Sao Thiên Vương đã phát triển trong một va chạm dữ dội với một thiên thể lớn gấp đôi Trái Đất, thậm chí có thể lớn hơn. Việc đó đã làm nó bị nghiêng hẳn đi và dẫn tới những sự kiện đã tạo nên hành tinh mà chúng ta thấy ngày nay."
Có một câu hỏi là bằng cách nào Sao Thiên Vương vẫn giữ được khí quyển của nó khi mà một va chạm lớn như vậy lẽ ra có thể làm khí quyển đó bị ném vào không gian.
Theo các mô phỏng thì giải thích khả dĩ nhất là thiên thể nêu trên đã va chạm sượt qua Sao Thiên Vương. Vụ va chạm như vậy đủ mạnh để tác động lên trục của hành tinh, nhưng nó vẫn có thể giữ được phần lớn khí quyển.
Nghiên cứu mới cũng hỗ trợ việc giải thích sự hình thành vành và các vệ tinh của Sao Thiên Vương, với việc va chạm có thể xới tung một lượng đá và băng vào quỹ đạo quanh hành tinh này. Đá và băng đó đã kết tụ lại để tạo thành các vệ tinh trong của nó và có lẽ còn tác động lên sự quay của bất cứ vệ tinh nào đã có từ trước đó.
Các mô phỏng cho thấy vụ va chạm có thể đã tạo nên những đám băng và đá nóng chảy bên trong Sao Thiên Vương. Điều đó có thể giải thích cho từ trường nghiêng và lệch tâm của hành tinh này.
Sao Thiên Vương cũng tương tự như những ngoại hành tinh loại phổ biến nhất, các nhà nghiên cứu hi vọng rằng những phát hiện của họ sẽ giúp giải thích cách mà các hành tinh tiến triển và hiểu thêm về cấu tạo hóa học của chúng.
Đồng tác giả của nghiên cứu là Tiến sĩ Luis Teodoro ở Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA cho biết: "Mọi bằng chứng đều chỉ ra rằng những va chạm lớn là thường xuyên trong suốt quá trình hình thành hành tinh, và với nghiên cứu dạng này chúng tôi giờ đây đang có được cái nhìn rõ nét hơn vào hiệu ứng của chúng đối với những ngoại hành tinh có tiềm năng cho sự sống."
Những kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên Astrophysical Journal.
Bryan
Theo Space Daily
