Các nhà thiên văn học đã tiến thêm một bước nữa tới việc hiểu hơn về cách mà Mặt Trăng đã hình thành do va chạm của Trái Đất với một thiên thể lớn khác vào cách đây khoảng 4,5 tỷ năm.
Các nhà khoa học đứng đầu bởi Đại học Durham ở Anh đã cho chạy các mô phỏng siêu máy tính tại cơ sở Máy tính hiệu suất cao DiRAC trong đó một hành tinh có kích thước tương đương Sao Hỏa (mà các nhà khoa học đặt tên là Theia) va chạm với Trái Đất sơ khai.
Những mô phỏng của họ đã tạo ra một thiên thể có quỹ đạo quanh Trái Đất và có thể phát triển thành một vật thể như Mặt Trăng.
Mặt dù các nhà khoa học vẫn hết sức thận trọng mà nói rằng đây không chắc chắn là nguồn gốc của Mặt Trăng, họ có bổ sung rằng đây là một bước đầy hứa hẹn trong việc hiểu rõ về sự hình thành của thiên thể gần chúng ta nhất.
Nghiên cứu này đã được công bố trên Báo cáo hàng tháng của Hội thiên văn học Hoàng gia (Anh).
Mặt Trăng được cho rằng đã hình thành trong một va chạm lớn giữa Trái Đất sơ khai và Theia - một hành tinh tồn tại trong giai đoạn sớm của Hệ Mặt Trời, có kích thước tương đương Sao Hỏa.
Các nhà nghiên cứu đã chạy các mô phỏng để tìm kiếm vật chất bị ném ra từ Trái Đất sơ khai và Theia vào thời điểm 4 ngày sau va chạm giữa chúng, sau đó chạy mô phỏng mà trong đó Theia xoay nhanh như một viên billard.
Va chạm được mô phỏng cho thấy kết quả khác nhau phụ thuộc vào kích thước và chiều quay ban đầu của Theia.
Ở một cực trị, va chạm khiến hai thiên thể (Trái Đất và Theia) sáp nhập thành một, trong khi ở phía ngược lại thì va chạm làm chúng văng ra xa khỏi nhau.
Điểm quan trọng là: khi cho Theia không quay thì va chạm tạo ra một khối vật chất có khối lượng khoảng 80% khối lượng của Mặt Trăng, còn khi cho nó quay nhẹ một chút thì một vật thể như Mặt Trăng hình thành.
Khối vật chất được hình thành từ va chạm theo cách trên bị đẩy vào quỹ đạo chuyển động quanh Trái Đất và tiếp tục lớn lên thêm do cuốn lấy vật chất tàn dư bao quanh hành tinh chúng ta.
Khối vật chất này cũng có một lõi sắt nhỏ, tương tư như Mặt Trăng, với một lớp ngoài gồm vật chất tới từ cả Trái Đất và Theia.
Phân tích gần đây về các tỷ lệ đồng vị của oxy trong các mẫu vật chất Mặt Trăng thu thập được bởi chương trình Apollo cho thấy có một hỗn hợp vật liệu của Trái Đất và thiên thể đã va chạm với nó tham gia vào việc hình thành Mặt Trăng.
Tác giả chính của nghiên cứu là Sergio Ruiz-Bonilla ở Viện vũ trụ học máy tính thuộc đại học Durham cho biết: "Bằng cách đưa vào những tốc độ quay khác nhau cho Theia, hoặc là cho nó không quay hoàn toàn, bạn sẽ có cả một dải các kết quả thu được về việc xảy ra với Trái Đất sơ khai khi nó va chạm với một vật thể lớn cách đây hàng tỷ năm."
"Thật thú vị khi một vài trong số những mô phỏng của chúng tôi cho thấy đám vật chất trên quỹ đạo này không nhỏ hơn nhiều so với Mặt Trăng, và với vật liệu bổ sung nhờ những tàn dư sau va chạm của Trái Đất, khối vật chất đó sẽ lớn lên theo thời gian," ông nói. "Tôi sẽ không nói đó là Mặt Trăng, nhưng nó chắc chắn là một nơi rất thú vị để tiếp tục theo dõi."
Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch chạy những mô phỏng tiếp theo với việc thay đổi khối lượng, vận tốc và tốc độ quay của cả Trái Đất và Theia để xem liệu nó có thể ảnh hưởng ra sao tới sự hình thành của Mặt Trăng.
Bryan
Theo Science Daily
