Các nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI) - Texas, Mỹ - đã nghiên cứu một cặp tiểu hành tinh khác thường và khám phá ra rằng sự tồn tại của chúng cho thấy một sự sắp xếp lại các hành tinh trong giai đoạn sớm của Hệ Mặt Trời.
Hai thiên thể có tên là Patroclus và Menoetius này là mục tiêu của nhiệm vụ Lucy sắp tới của NASA. Chúng rộng khoảng 110 km và chuyển động trên quỹ đạo quanh nhau trong khi vẫn chuyển động quanh Mặt Trời. Chúng là cặp tiểu hành tinh lớn duy nhất được biết tới trong số những thiên thể được gọi là các tiểu hành tinh Trojan. Có hai nhóm Trojan chuyển động trên quỹ đạo cách Mặt Trời tương đương với khoảng cách từ Sao Mộc tới Mặt Trời, một nhóm đi phía trước và nhóm còn lại đi phía sau Sao Mộc.
Tiến sĩ David Nesvorny - nhà khoa học ở SwRI - cho biết: "Các Trojans có thể đã bị bắt giữ trong một giai đoạn khốc liệt bởi sự bất ổn động lực gây ra do tương tác giữa các hành tinh khổng lồ của Hệ Mặt Trời - Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương." Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên bài báo khoa học mang tên "Bằng chứng cho Sự di cư rất sớm của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời từ cặp Trojan Patroclus-Menoetius của Sao Mộc" đăng trên Nature Astronomy. Sự sắp xếp lại này đẩy Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương ra phía ngoài, nơi chúng chạm trán với một lượng lớn các thiên thể nhỏ nguyên thủy được cho là nguồn gốc các thiên thể trong vành đai Kuiper ngày nay - hiện vẫn đang chuyển động trên quỹ đạo ở rìa của Hệ Mặt Trời.
"Nhiều thiên thể nhỏ của vành đai Kuiper nguyên thủy đã phân tán vào phía trong, và một ít trong số đó đã bị bắt lại thành các tiểu hành tinh Trojan," Nesvorny nói.
Tuy nhiên, một vấn đề cốt yếu trong mô hình tiến hóa này của Hệ Mặt Trời là: Việc đó xảy ra vào khi nào? Trong bài báo, các nhà khoa học chứng minh rằng sự tồn tại của cặp Patroclus-Menoetius cho thấy sự mất căn bằng động lực giữa các hành tinh khổng lồ phải xảy ra trong khoảng 100 triệu năm đầu tiên của giai đoạn hình thành Hệ Mặt Trời.
Các mô hình gần đây về sự hình thành các thiên thể nhỏ gợi ý rằng những dạng cặp như thế này là những thứ sót lại của những giai đoạn sớm nhất của Hệ Mặt Trời, khi các cặp thiên thể nhỏ có thể hình thành trực tiếp từ sự sụp đổ các đám mây "sỏi".
Tiến sĩ William Bottke ở SwRI, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Các quan sát về vành đai Kuiper ngày nay cho thấy các cặp như thế này khá phổ biến trong giai đoạn xa xưa. Chỉ một ít trong số chúng ngày nay còn tồn tại ở phía trong quỹ đạo của Sao Hải Vương. Câu hỏi là phải giải thích ra sao về những kể sống sót này."
Theo như một số mô hình tiến hóa Hệ Mặt Trời gợi ý, sự bất ổn định đã bị hoãn hàng trăm triệu năm, các va chạm trong đĩa thiên thể nhỏ nguyên thủy đã phá vỡ những cặp này, không để bất cứ cặp nào lại để bị giữ lại trong đám Trojan. Sự bất ổn động lực sớm hẳn đã để lại thêm nhiều cặp tiểu hành tinh nguyên vẹn, tăng thêm khả năng để ít nhất một cặp được bắt giữ vào đám Trojan. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng các mô hình cho thấy sự tồn tại của cặp Patroclus-Menoetius là bằng chứng mạnh mẽ cho sự bất ổn định trong giai đoạn sớm.
Mô hình bất ổn định động lực sớm này có những hệ quả quan trọng đối với các hành tinh đất đá, đặc biệt là liên quan tới nguồn hốc của các lỗ va chạm lớn trên Mặt Trăng, Sao Thủy và Sao Hỏa đã có từ xấp xỉ 4 tỷ năm trước. Những thiên thể đã gây ra những lỗ đó khó có khả năng bay vào từ vùng ngoài của Hệ Mặt Trời. Chúng có lẽ là những thiên thể nhỏ còn sót lại trong quá trình hình thành các hành tinh đất đá.
Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của các tiểu hành tinh Trojan trong việc làm rõ lịch sử của Hệ Mặt Trời chúng ta. Nhiệm vụ Lucy của NASA sẽ tìm hiểu nhiều hơn về cặp Patroclus-Menoetius khi nó được phóng lên quỹ đạo.
R.T
Theo Science Daily
