Trên khắp thế giới, mỗi đêm, hàng nghìn người quan sát bầu trời đang chờ để chụp ảnh các sao băng. Tôi là một trong những nhà khoa học nghiên cứu các sao băng này.
Phần lớn các bộ phim và cảnh báo tin tức tập trung vào những tiểu hành tinh lớn có thể hủy diệt Trái Đất. Và điện thoại của bạn cứ vài tháng lại thông báo rằng một vật thể rộng bằng chín chiếc máy giặt sẽ bay sượt qua. Tuy nhiên, những hạt bụi và mảnh vỡ nhỏ đi vào khí quyển của chúng ta mỗi ngày cũng kể một câu chuyện thú vị không kém.
Tôi và các đồng nghiệp về khoa học hành tinh sử dụng các quan sát bầu trời đêm bằng camera để hiểu rõ hơn về bụi, các tiểu hành tinh có cỡ của những chiếc ô tô và mảnh vỡ từ sao chổi trong Hệ Mặt Trời.
Trong một nghiên cứu được công bố vào tháng 3 năm 2026 trên tạp chí The Astrophysical Journal, tôi đã tìm kiếm trong hàng triệu quan sát thiên thạch được thu thập bởi các mạng camera toàn bầu trời đặt tại Canada, Nhật Bản, California và châu Âu, và phát hiện một cụm nhỏ mới hình thành. 282 thiên thạch liên quan đến cụm này kể câu chuyện về một tiểu hành tinh đã tiến quá gần Mặt Trời.
Sự hình thành sao băng
Khi một mảnh đá không gian cỡ hạt cát đi vào khí quyển của chúng ta, nó nóng lên gần như ngay lập tức, làm bay hơi lớp bề mặt và biến nó thành một khí bị ion hóa. Toàn bộ mảnh đá bắt đầu phát sáng, đó là khi chúng ta gọi là sao băng. Nếu vật thể lớn hơn, như một tảng đá, và sáng hơn, nó được gọi là bolide hoặc fireball (đều có nghĩa là "quả cầu lửa", lần lượt theo tiếng Latin và tiếng Anh). Trung bình, các vật thể này đi vào khí quyển của chúng ta với vận tốc trên 15 dặm mỗi giây (trên 23 km/s). Đối với các vật thể nhỏ cỡ bụi hoặc cát, toàn bộ quá trình chỉ kéo dài một phần nhỏ của giây trước khi chúng hoàn toàn biến mất.
Phần lớn các mảnh cỡ hạt cát trong Hệ Mặt Trời có nguồn gốc từ các sao chổi - những vật thể lạnh, giàu băng từ vùng ngoài của Hệ Mặt Trời. Khi các sao chổi đi gần Mặt Trời, các thành phần băng của chúng chuyển thành khí, giải phóng một lượng lớn bụi. Đây là lý do tại sao sao chổi thường được gọi là “những quả cầu tuyết bẩn” và trông mờ đục trong các hình ảnh từ kính thiên văn.
Ngược lại, các tiểu hành tinh là tàn dư từ thời kỳ đầu của Hệ Mặt Trời hình thành gần Mặt Trời hơn. Chúng khô và giàu đá, không có các lớp băng tạo nên những chiếc đuôi đặc trưng của sao chổi.
Thế nào một thiên thể "hoạt động"?
Các nhà thiên văn học gọi một tiểu hành tinh hoặc sao chổi là “hoạt động” khi nó giải phóng bụi, khí hoặc các mảnh lớn hơn. Hoạt động này do một lực bên ngoài tác động lên vật thể trong không gian, như nhiệt từ Mặt Trời, một va chạm nhỏ, hoặc khi các tiểu hành tinh quay quá nhanh và vỡ ra.
Việc hiểu và xác định hoạt động giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách các vật thể này thay đổi theo thời gian.
Đối với sao chổi, sự thăng hoa của băng (khi băng rắn chuyển trực tiếp thành khí mà không qua pha lỏng) là nguyên nhân chính. Tuy nhiên, đối với các tiểu hành tinh, nguyên nhân của hoạt động có thể rất đa dạng.
Ví dụ, sứ mệnh OSIRIS-REx của NASA, được phóng để nghiên cứu tiểu hành tinh Bennu, đã quan sát thấy hoạt động trên bề mặt của nó, với ứng suất nhiệt và các va chạm nhỏ là những lời giải thích phù hợp nhất.
Các nguồn khác gây ra hoạt động của tiểu hành tinh bao gồm sự vỡ ra khi quay quá nhanh, lực triều xé toạc tiểu hành tinh trong các lần tiếp cận gần với một hành tinh, hoặc sự giải phóng khí.
Các nhà nghiên cứu thường tìm kiếm những vật thể hoạt động như vậy bằng kính thiên văn. Họ có thể tìm kiếm đuôi sáng hoặc những vệt mờ xung quanh vật thể. Chiếc đuôi này là dấu hiệu rõ ràng cho thấy có khí và bụi bao quanh. Nhưng còn một cách khác để tìm kiếm những vật thể hoạt động đó: các trận mưa sao băng.
Tìm các tiểu hành tinh ẩn thông qua mưa sao băng
Tiểu hành tinh hoạt động nổi tiếng nhất là 3200 Phaethon. Nó là thiên thể mẹ của trận mưa sao băng Geminids diễn ra mỗi năm vào giữa tháng 12. Trong các lần tiếp cận gần Mặt Trời trước đây, Phaethon đã giải phóng một lượng lớn bụi và các mảnh lớn hơn. Những mảnh này đã dần phân tán dọc theo toàn bộ quỹ đạo của nó theo thời gian, tạo thành dòng thiên thạch Geminids hiện nay.
Mỗi trận mưa sao băng mà chúng ta quan sát được xảy ra khi Trái Đất đi qua một trong những dòng mảnh vỡ này. Vì vậy, nếu các nhà thiên văn học có thể phát hiện các trận mưa sao băng, chúng cũng có thể được sử dụng để tìm các vật thể hoạt động trong không gian.
Ban đầu, các mảnh vỡ từ một tiểu hành tinh hoặc sao chổi di chuyển rất gần nhau. Hãy tưởng tượng bạn nhỏ một giọt phẩm màu vào một dòng nước đang chảy: ban đầu, màu nhuộm vẫn tập trung thành một đám đậm đặc. Nhưng khi dòng chảy tiếp tục, các dòng xoáy sẽ kéo giãn màu nhuộm, khiến nó lan rộng và nhạt dần.
Trong không gian, lực hấp dẫn từ các hành tinh đi ngang qua đóng vai trò như những dòng xoáy đó. Chúng tác động lên các mảnh thiên thạch theo những cách hơi khác nhau, khiến dòng ban đầu dần dần tách ra cho đến khi hoàn toàn hòa vào nền bụi của Hệ Mặt Trời.
Khám phá ra một sao chổi
Trong nghiên cứu được công bố vào tháng 3 năm 2026 trên tạp chí The Astrophysical Journal, tôi đã sử dụng hàng triệu quan sát thiên thạch để tìm kiếm hoạt động gần đây, chưa được biết đến từ các tiểu hành tinh gần Trái Đất. Tôi đã phát hiện một cụm rõ ràng gồm 282 thiên thạch nổi bật.
Điều khiến phát hiện này trở nên thú vị là chúng ta về cơ bản đang chứng kiến một tiểu hành tinh ẩn bị “nung vỡ” thành từng mảnh. Dòng thiên thạch mới được xác nhận này có quỹ đạo rất hẹp, đưa nó tiến gần Mặt Trời gấp gần năm lần so với khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời.
Dựa trên cách mà các thiên thạch này vỡ ra khi đi vào khí quyển, chúng ta có thể biết rằng chúng có độ bền trung bình, nhưng cứng hơn vật chất từ sao chổi. Phát hiện này cho thấy nhiệt độ Mặt Trời cực cao đang thực sự làm nứt bề mặt tiểu hành tinh, giải phóng các khí bị giữ lại và khiến nó vỡ vụn. Đây có thể là nguồn gốc chính của hoạt động trước đây của Phaethon và là lý do chính khiến các thiên thạch trên Trái Đất có sự đa dạng lớn.
Tìm kiếm nguồn gốc
Tại sao việc tìm thấy một tiểu hành tinh ẩn đang vỡ vụn lại quan trọng? Các quan sát thiên thạch hoạt động như một công cụ thăm dò cực kỳ nhạy, cho phép chúng ta nghiên cứu những vật thể hoàn toàn vô hình đối với các kính thiên văn truyền thống.
Ngoài việc giải đáp các bí ẩn thiên văn, việc phân tích các mảnh vỡ này giúp chúng ta hiểu sự tiến hóa vật lý của các tiểu hành tinh và sao chổi trong Hệ Mặt Trời. Quan trọng hơn, nó tiết lộ các quần thể tiểu hành tinh gần Trái Đất chưa được biết đến, điều rất quan trọng đối với việc phòng thủ hành tinh.
Tiểu hành tinh mẹ của trận mưa sao băng mới vẫn chưa được xác định. Tuy nhiên, sứ mệnh NEO Surveyor của NASA, dự kiến phóng vào năm 2027, mang lại một giải pháp đầy hứa hẹn. Kính thiên văn không gian này, được thiết kế chuyên biệt cho việc phòng thủ hành tinh và phát hiện các tiểu hành tinh tối, nguy hiểm, tiến gần Mặt Trời, sẽ là công cụ lý tưởng để tìm kiếm nguồn gốc của trận mưa sao băng này.
Patrick M. Shober
(Bryan, dịch và chú thích từ bài gốc trên The Conversation)
