Hình ảnh tàu vũ trụ Hayabusa2 đang phóng máy lấy mẫu vật vào tiểu hành tinh Ryugu để xới tung các vật chất trước đây chưa tiếp xúc với khí quyển.

 

 

 

NAM ÚC - Chỉ hơn một năm trước, một con tàu vũ trụ chở một lô hàng rất đặc biệt đã bay ngang qua bầu trời và đáp xuống một vùng hẻo lánh ở tiểu bang Nam Úc.

 

 

Được cất kín trong một cái hộp là các mẫu bụi và các viên đá đã được lấy từ tiểu hành tinh Ryugu, một tiểu hành tinh đầy đá, trong sứ mệnh Hayabusa2 của Nhật Bản.

 

 

Khi nhóm nghiên cứu của Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (Japan Aerospace Exploration Agency - JAXA) lần đầu mở hộp mẫu vật ra, họ đã rất phấn khích khi nhận ra rằng họ đã lấy được một mẫu tốt.

 

Và khi họ mang chiếc hộp trở lại phòng thí nghiệm của họ ở Nhật Bản, họ còn ngạc nhiên hơn nữa.

 

 

Masaki Fujimoto, người dẫn đầu nhóm lấy mẫu vật từ căn cứ hàng không vũ trụ Woomera Rocket Range, Nam Úc, cho biết: “Chúng nghĩ rằng chúng có thể lấy được một gram mẫu vật đất đá từ tiểu hành tinh Ryugu.”

 

Bên hộp đựng mẫu vật có gần 5 gram bụi và đá.

 

 

 

Giáo sư Masaki Fujimoto tại căn cứ hàng không vũ trụ Woomera, tiểu bang Nam Úc, vào tháng Mười Hai năm 2020. (ABC News: Sarah Mullins)

 

 

 

Phân tích đầu tiên về các đặc tính vật lý và thành phần của vật chất lấy từ tiểu hành tinh được tiết lộ vào hôm tuần cuối tháng Mười Hai vừa qua trong hai bài báo trên tạp chí Nature Astronomy.

 

 

Hóa ra Ryugu là một loại tiểu hành tinh rất hiếm có sự kết hợp của các nguyên tố rất hiếm thấy trong các thiên thạch rơi vào Trái đất.

 

Giáo sư Fujimoto nói “Nó không chỉ hiếm mà còn là một mẫu rất quý”.

 

"Mẫu vật này sẽ cho chúng ta biết về lịch sử rất sớm của Hệ Mặt trời, và tiến trình khiến Trái đất có thể sinh sống được."

 

 

Mẫu đầu tiên từ một tiểu hành tinh giàu carbon.

162173 Ryugu là một tiểu hành tinh nhỏ nằm giữa Trái Đất và Sao Hỏa.

 

Những quan sát trước đó về tảng đá hình dáng viên kim cương cho thấy nó là một tiểu hành tinh loại C chứa đầy carbon.

 

 

Các tiểu hành tinh loại C được cho là đã gieo mầm sống cho Trái đất sơ khai bằng nước và vật chất hữu cơ.

 

 

Trong khi chúng ta đã mang đá không gian từ Mặt trăng trở về Trái đất, một sao chổi và một tiểu hành tinh - hoặc là tiểu hành tinh loại S - được đặt tên là Itokawa, Hayabusa2 là sứ mệnh đầu tiên lấy mẫu vật của một tiểu hành tinh loại C mang về Trái đất.

 

 

 

Hình ảnh từ 40 km cho thấy hình dạng của tiểu hành tinh Ryugu và những tảng đá trên bề mặt của nó. (Ảnh: JAXA, Đại học Tokyo, Đại học Kochi, Đại học Rikkyo, Đại học Nagoya, Viện Công nghệ Chiba, Đại học Meiji, Đại học Aizu, AIST)

 

 

 

Tiểu hành tinh loại C là loại phổ biến nhất trong hệ mặt trời của chúng ta.

 

Tuy nhiên, các thiên thạch từ các tiểu hành tinh này - được gọi là chondrites carbon - rất mỏng manh nên hiếm khi xuyên qua bầu khí quyển của Trái đất một cách nguyên vẹn.

 

 

Giáo sư Fujimoto nói đó là lý do tại sao nhiệm vụ lấy mẫu vật từ tiểu hành tinho Ryugu lại quan trọng như vậy.

 

Ông nói "Chỉ có nhiệm vụ lấy mẫu vật mang về trái đất mới có thể cho bạn biết nó như thế nào trong không gian."

 

 

Bụi đen vô cùng hiếm

Tàu vũ trụ Hayabusa2 đã thu thập các mẫu vật từ hai địa điểm trên tiểu hành tinh vào năm 2019.

 

Các mẫu đã được mang trở lại  Trái đất vào tháng Mười Hai năm ngoái.

 

Giáo sư Fujimoto nói: “Nếu bạn nhìn nó bằng mắt thường thì chúng chẳng là gì, nhưng các công cụ khoa học có thể cho chúng ta biết rất nhiều điều.”

 

Toru Yada thuộc cơ quan JAXA, người đứng đầu một trong các nghiên cứu, cho biết một trong những điều đầu tiên mà các khoa học gia ghi nhận là mẫu vật có màu rất đen - chỉ phản chiếu khoảng 2% ánh sáng chiếu vào nó.

 

 

 

Mẫu được lấy từ hai địa điểm trên tiểu hành Ryugu là hỗn hợp của bụi màu đen và các viên đá nhỏ. (Cung cấp: Yada et al, Nature Astronomy)

 

 

 

Tiến sĩ Yada nói "Mẫu vật có thể so sánh với những gì chúng ta đã quan sát được từ tàu vũ trụ Hayabusa2, có nghĩa là ... nó đại diện cho toàn bộ bề mặt của tiểu hành tinh Ryugu."

 

Các phép đo kích thước và hình dạng với một số hạt bụi đơn lẻ dưới kính hiển vi cho thấy các hạt này rất xốp.

 

 

Và việc quét tia hồng ngoại của nhóm của Tiến sĩ Yada và một nhóm khác do Cedric Pilorget tại Đại học Paris-Saclay dẫn đầu đã xác nhận rằng mẫu vật này rất giàu khoáng chất và đất sét ngậm nước, và carbon.

 

Tiến sĩ Yada cho biết: “Hayabusa trước đây đã thực hiện viễn thám tiểu hành tinh Ryugu, vì vậy chúng tôi có cảm giác rằng sẽ có khoáng chất ngậm nước và cả chất hữu cơ trên tiểu hành tinh này.”

 

 

 

Các mẫu vật xác nhận các quan sát được thực hiện bởi tàu vũ trụ Hayabusa2. (Cung cấp: JAXA)

 

 

 

 

Nhưng cũng có điều gì đó rất bất thường về mẫu vật - không giống như các loại thiên thạch chondrit carbon khác, nó có kết cấu mịn đồng nhất và không chứa bất kỳ hạt khoáng chất tan chảy – gọi là chondrules - nằm trong các thiên thạch.

 

Trevor Ireland, khoa học gia về hành tinh và đồng tác giả nghiên cứu tại Đại học Queensland, cho biết điều đó cho thấy tiểu hành tinh Ryugu là cơ thể mẹ của một loại thiên thạch đặc biệt hiếm được gọi là chondrite CI.

 

 

 

Giáo sư Trevor Ireland, khoa học gia về hành tinh tại Đại học Queensland, đã quan sát việc lấy lại mẫu Hyabusa2 tại căn cứ hàng không vũ trụ Woomera vào năm 2020. (Nguồn cung cấp: Trevor Ireland)

 

 

 

Ông nói: “Vì vậy, tiểu hành tinh loại C đầu tiên mà chúng tôi tìm đến là một thiên thạch chondrite CI, và điều đó đặc biệt kỳ lạ về mặt thống kê.”

 

Chúng tôi mới chỉ thấy khoảng năm loại thiên thạch rơi xuống Trái đất.

 

Giáo sư Ireland cho biết: “Chúng tôi không thường xuyên nhìn thấy những thiên thạch này bởi vì chúng không sống sót.”

 

“Mẫu vật do sứ mệnh mang về có mật độ thấp hơn bất kỳ thiên thạch nào từng lấy được.”

 

Ông nói: “Ngay cả khi nó rơi xuống Trái đất, ngay khi trời mưa, nó sẽ biến mất, nó sẽ tan thành một vũng bùn nhỏ.”

 

Mẫu vật 'vô giá' của Hệ Mặt trời

Phil Bland, một khoa học gia về hành tinh tại Đại học Curtin, không tham gia vào nghiên cứu này, cho biết không chỉ hiếm khi có được thiên thạch chondrites CI mà còn rất đặc biệt vì thành phần hóa học của chúng tương tự như Mặt trời.

 

"Hãy tưởng tượng nếu bạn có thể lấy tất cả hơi khí ra khỏi Mặt trời và chỉ được còn lại dấu tích của các nguyên tố khác ... bạn sẽ được để lại một thiên thạch chondrite CI."

 

Điều đó có nghĩa là các mẫu đá chondrites CI rất quan trọng đối với các khoa học gia vì chúng cung cấp một bức ảnh chụp nhanh về thành phần của Hệ Mặt trời khi nó mới hình thành.

 

"Chúng tôi chưa bao giờ có một mẫu nguyên sơ của vật liệu này trước đây và điều đó làm cho thứ này trở nên vô giá."

 

"Đó là một cửa sổ hoàn hảo dẫn vào các thành phần tạo nên Hệ Mặt trời."

 

Giáo sư Fujimoto và Tiến sĩ Yada cho biết kết quả trong hai bài báo đầu tiên chỉ là mô tả ban đầu về những gì có trong mẫu vật.

 

Giáo sư Fujimoto nói “Mặc dù chúng tôi chỉ giới hạn ở các phương pháp không phá hủy mẫu vật, chúng tôi vẫn có những kết quả tốt đẹp thực sự chứng minh tiềm năng cao của các mẫu vật của tiểu hành tinh Ryugu.”

 

Các nghiên cứu tiếp theo sử dụng các kỹ thuật khác sẽ cung cấp thêm thông tin và so sánh mẫu với một số ít thiên thạch CI đã rơi xuống Trái đất.

 

Phân tích chi tiết hơn về mẫu vật cũng sẽ cho chúng ta biết thêm về cách tiểu hành tinh Ryugu - và Hệ Mặt trời – tiến triển.

 

Tiến sĩ Yada nói “Cuộc hành trình thú vị của chúng tôi chỉ mới bắt đầu và chúng tôi sẽ còn tiến xa hơn nữa.”

 

 

Trong tương lai, mẫu vật này cũng sẽ được so sánh với mẫu từ Bennu, một tiểu hành tinh loại C khác nằm giữa Trái đất và sao Hỏa, sẽ được đưa về Trái đất bởi sứ mệnh OSIRIS-Rex của NASA vào năm 2023.

 

 

Giáo sư Ireland, người cũng tham gia vào sứ mệnh của NASA cho biết Bennu là một sứ mệnh tiếp theo tuyệt vời để xem "còn gì nữa không?"

 

"Câu hỏi sẽ là nó giống nhau hay nó sẽ là một dạng tiểu hành tinh khác?"