2 Hành tinh cổ đại lao vào nhau tạo ra SAO THUỶ | Khoa học vũ trụ - Top thú vị |

Khi nhắc đến hệ mặt trời, mọi người đều biết đến hành tinh gần mặt trời nhất của chúng ta, thủy tinh. Nhìn bề ngoài, nó có vẻ chỉ là một thế giới đá khô cằn, đầy hố vai trạm, nhưng ẩn sâu bên trong là những bí ẩn khoa học chưa có lời giải. Chẳng hạn như thủy tinh là hành tinh duy nhất trong số 4 hành tinh đất đá có lõi giáp lớn bất thường, chiếm đến 70% tổng khối lượng của hành tinh. Mặc dù gần mặt trời nhất, nhưng hành tinh này lại có băng ở trong các miệng hố vai trạm bị che khuất gần các cực. Làm sao điều điên rồ này có thể xảy ra? Suốt nhiều năm qua, thủy tinh đã che giấu những sự thật ngoạn mục của mình dưới ánh nắng trói lóa của mặt trời. Tính đến nay, chỉ có 2 tàu vũ trụ từng ghé thăm thủy tinh, bao gồm tàu Mariner 10 và Messenger của NASA. Và trong năm 2025, một tàu vũ trụ mới cũng sẽ tham gia vào cuộc đua giải mã thủy tinh, đó là tàu vũ trụ BepiColombo. Trước khi BepiColombo đặt chân tới thủy tinh, các nhà khoa học đã đặt ra một giả thuyết ly kỳ và táo bạo về cách hành tinh nhỏ bé này được tạo nên. Người ta cho rằng, thủy tinh có thể đã hình thành từ một vụ vai trạm hành tinh khổng lồ, thách thức mọi hiểu biết trước đây về sự tiến hóa của các hành tinh trong hệ mặt trời. Vậy điều gì đã thực sự xảy ra với thủy tinh? Chúng ta có thể khám phá gì từ hành tinh nhỏ bé này? Xin mời quý vị và các bạn cùng đi khám phá. Khi nhắm mắt lại và hình dung về thủy tinh, hẳn bạn sẽ tưởng tượng về một hành tinh nhỏ bé nhất hệ mặt trời, nằm gần mặt trời nhất với bề mặt phủ đầy những miệng hố vai trạm. Nó trông không khác biệt mấy so với mặt trăng của chúng ta và chắc chắn là nhiệt độ không hề dễ chịu. Điều này quả thực không sai. Bây giờ, trước khi bắt đầu cuộc hành trình, hãy cùng tôi làm quen một chút với thế giới mà chúng ta sắp khám phá, thủy tinh. Hành tinh được nhìn thấy lần đầu tiên vào thời cổ đại và tên gọi được đặt theo tên vị thần La Mã. Những quan sát bằng kính thiên văn đầu tiên là vào năm 1610 được thực hiện bởi Thomas Hariot và Galileo Galilei. Nằm cách mặt trời một khoảng cách trung bình chỉ 57,9 triệu km, thủy tinh được tắm trong ánh nắng rực rỡ của mặt trời. Hành tinh nhỏ bé có đường kính chỉ khoảng 4.880 km, khiến nó trở thành hành tinh nhỏ nhất hệ mặt trời. Để so sánh, nó chỉ bằng khoảng 38% đường kính trái đất. Nó hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh mặt trời trong 88 ngày trái đất, gọi là một năm của thủy tinh. Đây là hành tinh có chu kỳ quỹ đạo quanh mặt trời nhanh nhất Thái Dương hệ. Tuy nhiên, tốc độ tự quay của nó lại khá chậm. Hành tinh mất khoảng 176 ngày trái đất để hoàn thành một vòng quay quanh trục. Vì vậy, nếu bạn có cơ hội đứng trên thủy tinh, thì một ngày thủy tinh sẽ có thời gian bằng khoảng 2 năm của thủy tinh. Trong số 4 hành tinh đất đá của hệ mặt trời, thủy tinh không hề giống bất kỳ hành tinh nào khác. Thay vì có một sự cân bằng giữa lớp vỏ và lớp lõi như trái đất, hành tinh nhỏ bé này lại mang trong mình một bí ẩn khổng lồ. Lớp vỏ silicate của nó chỉ chiếm khoảng 30%, quá mỏng so với các hành tinh khác, trong khi lõi kim loại chiếm tới 70% tổng khối lượng. Để so sánh, lõi của trái đất chỉ chiếm hơn 30% tổng khối lượng, nhưng thủy tinh nhỏ bé nhất hệ mặt trời lại có lõi sắt khổng lồ gấp đôi tỷ lệ đó. Điều này đã làm cho các nhà khoa học vô cùng sừng sốt. Họ đặt ra câu hỏi rằng, điều gì đã khiến hành tinh có cấu trúc khác biệt đến vậy? Các nhà nghiên cứu tin rằng, thủy tinh hẳn đã trải qua một quá trình hình thành độc đáo, có khả năng liên quan đến một tác động lớn đã làm mất đi phần lớn vật liệu đá ban đầu của nó. Hành tinh này cũng trải qua những biến đổi nhiệt độ cực độ, với nhiệt độ ban ngày tăng vọt lên 430 độ C và ban đêm giảm xuống âm 180 độ C. Mặc dù là hành tinh gần mặt trời nhất, nhưng thủy tinh vẫn có băng ở trong các miệng hố luôn bị trẻ khuất gần cực của nó, làm tăng thêm bản chất bí ẩn của hành tinh. Các nhà khoa học đã tìm kiếm lời giải thích cho những đặc điểm kỳ lạ này, và nghiên cứu gần đây gợi ý một lý thuyết mới, đó là giả thuyết vai trạm, một lý thuyết viết lại hiểu biết của chúng ta về quá khứ của thủy tinh. Nghiên cứu mới do Pache Franco và nhóm của ông tại Đài quan sát quốc gia Brazil dẫn đầu đã đưa ra một giả thuyết đầy táo bạo. Thủy tinh có thể đã từng trải qua một vụ vai trạm dữ dội giữa hai hành tinh nguyên thủy có kích thước tương đương nhau. Trước đây, các nhà khoa học tin rằng, vào giai đoạn đầu của hệ mặt trời, thủy tinh có thể đã bị một hành tinh nhỏ có khối lượng khoảng 1 phần 6 thủy tinh và rộng vài nghìn km đâm vào. Vụ vai trạm đã làm bong đi phần lớp vỏ silicate ban đầu và chỉ còn lại lõi là thành phần chính của hành tinh. Một quá trình tương tự như giả thuyết vai trạm để hình thành nền mặt trăng của trái đất. Tuy nhiên, trong mô hình mới lại kể một câu chuyện khác. Thay vì một vật thể vai trạm nhỏ bằng 1 phần 6 hành tinh, các nhà khoa học tin rằng hai hành tinh có kích thước tương đương đã lao vào nhau với tốc độ kinh hoàng. Kết quả là phần lớn vật liệu nhẹ hơn bị đánh mật vào không gian, chỉ để lại một lõi sắt dày đặc, chính là thủy tinh mà chúng ta thấy ngày nay. Để đi đến kết luận này, các nhà khoa học đã đưa thủy tinh vào một bài kiểm tra khắc nghiệt, hàng loạt mô phỏng vai trạm hành tinh bằng siêu máy tính. Họ thử nghiệm vô số kịch bản, điều chỉnh vận tốc vai trạm, góc tác động và thành phần của các thiên thể để tìm ra điều gì thực sự đã tạo nên hành tinh kỳ lạ này. Sau vô số thử nghiệm, một kết quả đáng kinh ngạc đã xuất hiện. Thủy tinh có thể là sản phẩm của một vụ vai trạm cực mạnh nhưng không trực diện. Một cú vai trạm lướt qua với tốc độ khủng khiếp. Trình tác động này có thể đã thổi bay phần lớn vật liệu nhẹ hơn, chỉ để lại một lõi sắt khổng lồ. Nếu giả thuyết này là đúng, nó không chỉ thay đổi cách chúng ta hiểu về sự hình thành của thủy tinh mà còn đặt ra một câu hỏi lớn hơn về lịch sử hỗn loạn của hệ mặt trời thỏa xưa khai. Bên cạnh giả thuyết mới về vụ vai trạm, có hai giả thuyết khác có thể lý giải cho lõi sắt lớn bất thường của thủy tinh. Đó là thủy tinh được hình thành từ tinh vân mặt trời trước khi năng lượng của mặt trời ổn định. Ban đầu, khối lượng của nó gấp đôi hiện tại, nhưng khi tiền vật chất còn lại, nhiệt độ gần thủy tinh có thể nằm trong khoảng từ 2.500 độ C đến 3.500 độ C, thậm chí có thể lên tới 10.000 độ C. Phần lớn bề mặt đá của thủy tinh đã bị bốc hơi ở nhiệt độ cao như vậy. Giả thuyết khác đề xuất rằng tinh vân mặt trời đã gây ra lực cản đối với các hạt mà thủy tinh đang tích tụ. Điều đó có nghĩa các hạt nhẹ hơn đã bị mất khỏi vật liệu tích tụ và không được thủy tinh thu thập. Bí ẩn về nguồn gốc của thủy tinh đã làm say mê các nhà khoa học trong suốt nhiều thập kỷ. Ý tưởng rằng thủy tinh hình thành thông qua một vụ vài trạm dữ dội giữa hai hành tinh nguyên thủy có kích thước tương đương mang đến một bước đột phá thú vị. Dữ liệu từ các tàu vũ trụ Mariner 10 và Messenger của NASA đã mang lại nhiều manh mối quan trọng nhưng vẫn chưa đủ để đưa ra kết luận chắc chắn. Nhưng tàu vũ trụ BepiColombo sẽ đến thủy tinh vào năm 2025, sẽ thực hiện các quan sát chưa từng có về thành phần, cấu trúc, tư trường và địa chất bề mặt hành tinh. Bằng cách nghiên cứu thủy tinh ở cựa ly gần, các nhà khoa học có thể kiểm tra giả thuyết và trạm và thu thập bằng chứng quan trọng có thể xác nhận hoặc tinh chỉnh lý thuyết mới này. Khi nhắc đến cuộc thám hiểm và thăm dò thủy tinh, thật ngạc nhiên khi biết rằng, cho tới tận bây giờ, chỉ có 2 tàu vũ trụ từng được phóng tới thủy tinh, thậm chí còn rất muộn. Khi loài người lần đầu tiên phóng tàu vũ trụ để khám phá hệ mặt trời, hành tinh đầu tiên được con người ghé thăm là Kim Tinh, người hàng xóm gần nhất của chúng ta, vào năm 1962. Tiếp theo là Hỏa Tinh vào năm 1965, rồi đến Mộc Tinh vào năm 1973. Chỉ sau đó mới là thủy tinh vào năm 1974. Điều này có vẻ không hợp lý cho lắm. Khoảng cách gần nhất giữa thủy tinh và trái đất là 58 triệu km, trong khi khoảng cách gần nhất giữa hành tinh của chúng ta với Mộc Tinh là 740 triệu km, nghĩa là gấp 8 lần con số đó. Mộc Tinh đã thu hút 9 tàu vũ trụ tới khám phá. Nhiều sứ mệnh đã được phóng tới Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh, Sào Sổi và Tiểu Hành Tinh, trong khi thủy tinh không nhận được thông tin gì trong suốt nhiều thập kỷ. Cho đến nay, thủy tinh chỉ vòn vẹn 2 tàu vũ trụ ghé thăm là Mariner 10 và Messenger, và sắp tới là BepiColombo. Vậy phải rằng hành tinh này không có gì thú vị để khám phá, hay chúng ta đã biết tất cả trong 2 sứ mệnh đầu tiên? Không. Tàu Mariner 10 là con tàu đầu tiên tiếp cận thủy tinh. Nó thực hiện các quan sát từ năm 1974 đến năm 1975. Mariner 10 đã thực hiện 3 lần bay ngang, chụp những hình ảnh cận cảnh đầu tiên về hành tinh. Nó phát hiện ra bề mặt đầy miệng hố giống mặt trăng, xác nhận thủy tinh có một tư trường yếu, một điều cực kỳ bất ngờ vào thời điểm đó. Sau 40 năm, chúng ta không có bất cứ thông tin gì về thủy tinh. Từ năm 2011 đến năm 2015, Messenger trở thành tàu vũ trụ đầu tiên bay vào quỹ đạo thủy tinh. Nó đã vẽ bản đồ gần như toàn bộ bề mặt hành tinh, phát hiện băng nước trong miệng hố tối vĩnh cầu ở các cực, và xác nhận thủy tinh có một lõi sắt khổng lồ chiếm 70% tổng khối lượng, một bí ẩn lớn trong lịch sử hình thành của hành tinh này. Đó là tất cả những gì chúng ta biết về thủy tinh, quá ít. Trên thực tế, lý do thủy tinh nhận được ít chuyến viếng thăm là bởi nó gần lò nung mặt trời, khiến nhiệt độ vô cùng khắc nghiệt. Vào ban ngày, nhiệt độ có thể lên 430 độ C, nhưng vào ban đêm có thể xuống âm 180 độ C. Điều này thách thức giới hạn chịu nhiệt của các tàu vũ trụ. Khoảng cách cực gần mặt trời, cũng có nghĩa là bất cứ tàu vũ trụ nào bay về phía này cũng chịu lực hấp dẫn cực mạnh từ ngôi sao, khiến chúng có vận tốc cực lớn. Để điều khiển tàu vũ trụ trong quỹ đạo như vậy là vô cùng phức tạp. Vì vậy, sau thành công của các sứ mệnh bay ngang qua thủy tinh của Mariner 10 vào năm 1974, hoạt động thám hiểm thủy tinh đã bị tạm dừng. Nhưng vào thập niên mùa 1980, người ta đã nghĩ ra cách để giảm tốc cho các tàu vũ trụ đi vào quỹ đạo thủy tinh an toàn. Thay vì bay thẳng đến thủy tinh, các tàu vũ trụ sẽ thực hiện những chuyến bay qua các hành tinh của hẹn mặt trời bằng cách lướt qua bầu khí quyền của các hành tinh. Tốc độ của chúng giảm đi do lực cản của khí quyền và lực hấp dẫn của các hành tinh. Vì vậy, trạng đường sẽ dài hơn, lâu hơn, nhưng cuối cùng sẽ đến đích sau khoảng hơn 6 năm. Vào tháng 10 năm 2018, tàu vũ trụ BepiColombo được phóng đi để khám phá thủy tinh. Đây là sản phẩm của sự hợp tác quốc tế giữa cơ quan vũ trụ châu Âu ESA và cơ quan vũ trụ Nhật Bản JASA. Dự kiến con tàu sẽ đến thủy tinh vào tháng 12 năm 2025. Điều làm nên sự đặc biệt của BepiColombo là sự kết hợp của hai tàu vũ trụ. Trong đó có một tàu quỹ đạo của ESA mang tên MPO và một tàu thăm dò của JASA gọi là MMO. Chúng sẽ thực hiện các nhiệm vụ chưa từng có về tư trường, khí quyền, cấu trúc bề mặt và các quá trình địa chất của thủy tinh. Điểm nổi bật của BepiColombo là khả năng điều chỉnh quỹ đạo độc đáo nhờ vào việc bay qua kim tinh, thủy tinh và trái đất nhiều lần để giảm tốc độ, giúp tàu vũ trụ có thể đi vào quỹ đạo của thủy tinh sau một hành trình gần 7 năm. BepiColombo sẽ không chỉ vẽ lại bản đồ bề mặt thủy tinh, khám phá những bí ẩn về lõi sắt khổng lồ, tư trường và khí quyền mỏng của hành tinh này, mà còn giúp kiểm chứng, giả thuyết và trạm một bí ẩn có thể viết lại lịch sử hình thành của thủy tinh. Chúng ta hãy cùng chờ xem BepiColombo sẽ thực hiện sứ mệnh của mình như thế nào nhé! Cảm ơn quý vị và các bạn đã đồng hành cùng với Hải Yến trong chuyến hành trình khám phá thủy tinh. Đừng quên nhấn like và đăng ký kênh để không bỏ lỡ những video thú vị tiếp theo nhé! Còn bây giờ, xin chào và hẹn gặp lại quý vị và các bạn trong những video sau. Thân ải chào tạm biệt!