Theo một nghiên cứu mới từ Trung tâm nghiên cứu sự hình thành của sao và hành tinh (StarPlan) tại Viện Địa Cầu của Đại học Copenhagen, Trái Đất sơ khai, tiền thân của hành tinh chúng ta đã được hình thành trong khoảng năm triệu năm. Ở thang thời gian thiên văn, điều này là cực kỳ nhanh.
Nếu bạn coi sự tồn tại ước tính 4,6 tỷ năm của Hệ Mặt Trời tương ứng với 24 giờ, thì Trái Đất sơ khai đã được hình thành chỉ trong khoảng một phút rưỡi. Do đó, kết quả từ StarPlan đã phá vỡ lý thuyết truyền thống cho rằng Trái Đất sơ khai hình thành do sự va chạm ngẫu nhiên giữa các hành tinh lớn hơn trong vài chục triệu năm - tương đương với khoảng 5-15 phút trong 24 giờ giả tưởng nói trên. Thay vào đó, các kết quả mới củng cố cho một lý thuyết thay thế gần đây hơn về sự hình thành các hành tinh thông qua sự bồi tụ của bụi vũ trụ. Tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư Martin Schiller, giải thích nó như sau: "Ý tưởng khác là chúng ta về cơ bản bắt đầu từ bụi. Các vật thể có kích thước ở thang milimet, tất cả cùng lúc trút xuống khối vật chất đang lớn dần và tạo thành một hành tinh trong phút chốc", ông nói thêm: "Điều này không chỉ có ý nghĩa rằng sự hình thành nhanh chóng của Trái Đất là một điều thú vị đối với Hệ Mặt Trời mà còn thú vị khi đánh giá khả năng các hành tinh được hình thành ở một nơi nào đó khác trong thiên hà".
Thành phần chủ yếu trong Hệ Mặt Trời
Chìa khóa cho phát hiện mới này xuất hiện dưới dạng các phép đo chính xác nhất về đồng vị sắt cho đến nay đã được nêu trong các công bố khoa học. Bằng cách nghiên cứu hỗn hợp đồng vị của nguyên tố kim loại trong các mẫu thiên thạch khác nhau, các nhà nghiên cứu chỉ tìm thấy một loại vật liệu thiên thạch có thành phần tương tự Trái Đất: được gọi là CI chondrites. Các nhà nghiên cứu của lý thuyết này mô tả đây là loại bụi mỏng giống nhất với thành phần tạo nên hành tinh của chúng ta, và bụi này chiếm phần lớn khối lượng của chính Hệ Mặt Trời. Chúng kết hợp với khí được hút thông qua một ống dạng phễu vào một đĩa bồi tụ bao quanh Mặt Trời.
Quá trình này kéo dài khoảng năm triệu năm và các hành tinh của chúng ta được tạo ra từ vật liệu trong đĩa này. Hiện nay, các nhà nghiên cứu ước tính rằng lõi sắt của Trái Đất cũng đã hình thành trong giai đoạn này, với sắt được đẩy vào từ lớp bồi tụ giai đoạn đầu.
Hai hợp chất sắt khác nhau
Các thiên thạch khác, ví dụ từ Sao Hỏa, cho chúng ta biết rằng lúc đầu, thành phần đồng vị sắt của các vật liệu đóng góp cho Trái Đất đang trong quá trình bồi tụ là khác nhau. Các nhà nghiên cứu từ StarPlan giải thích rằng, nhiều khả năng là do quá trình nhiệt xảy ra đối với bụi gần Mặt Trời trẻ. Sau vài trăm ngàn năm đầu tiên của Hệ Mặt Trời, nó trở nên đủ lạnh để bụi CI chưa được xử lý từ ngoài hệ xâm nhập vào khu vực bồi tụ của Trái Đất sơ khai. Martin Schiller giải thích: "Bụi CI được thêm vào này đã phủ đè lên thành phần sắt trong lớp bồi tụ ban đầu của Trái Đất, điều này chỉ có thể xảy ra nếu phần lớn lượng sắt này trước đó đã được đẩy vào lõi. Đó là lý do tại sao sự hình thành lõi phải xảy ra sớm". Ông nói thêm: "Nếu sự hình thành của Trái Đất là một quá trình ngẫu nhiên như khi bạn đập vỡ mọi thứ vào nhau, bạn sẽ không bao giờ có thể so sánh thành phần sắt của Trái Đất với chỉ một loại thiên thạch mà bạn sẽ chỉ có được một mớ hỗn độn”.
Nhiều hành tinh hơn, nhiều nước hơn và có lẽ là nhiều sự sống hơn
Dựa trên bằng chứng của lý thuyết rằng các hành tinh hình thành thông qua sự bồi tụ của bụi vũ trụ, các nhà nghiên cứu tin rằng quá trình tương tự có thể xảy ra ở những nơi khác trong vũ trụ. Điều này có nghĩa là các hành tinh khác cũng có thể hình thành nhanh hơn nhiều so với việc chúng chỉ được sinh ra từ các va chạm ngẫu nhiên giữa các vật thể trong không gian. Giả định này được chứng thực bởi hàng ngàn ngoại hành tinh - các hành tinh trong những hệ sao khác - mà các nhà thiên văn học đã phát hiện ra từ giữa những năm 1990, người đúng đầu Trung tâm và là đồng tác giả của nghiên cứu, giáo sư Martin Bizzarro giải thích: "Giờ đây chúng ta biết rằng sự hình thành hành tinh xảy ra ở mọi nơi. Chúng ta có các cơ chế chung hoạt động và tạo ra các hệ hành tinh. Khi chúng ta hiểu các cơ chế này trong Hệ Mặt Trời, chúng ta có thể đưa ra những suy luận tương tự cho các hệ hành tinh khác trong thiên hà, trong đó có cả việc vào thời điểm nào nước được bồi tụ vào các hành tinh," ông nói thêm: "Nếu lý thuyết về sự bồi tụ hành tinh sớm được chứng minh là chính xác, thì nước có khả năng chỉ là sản phẩm phụ của sự hình thành một hành tinh như Trái Đất. Nước tạo ra các thành phần của sự sống, như chúng ta đã biết, nhiều khả năng cũng sẽ được tìm thấy ở những nơi khác trong vũ trụ".
Minh Phương
Theo Science Daily