Tác động của một tiểu hành tinh khổng lồ được coi là nguyên nhân có thể dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt của loài khủng long gần 66 triệu năm trước.

Mặc dù hiện tại không có tác hại tiềm ẩn nào từ một tiểu hành tinh trên Trái đất, nhưng điều quan trọng là phải giữ cho hệ thống phòng thủ của chúng ta luôn sẵn sàng để ngăn chặn những hậu quả thảm khốc như tác động bằng cách làm chệch hướng quỹ đạo của các tiểu hành tinh nếu một tiểu hành tinh được phát hiện.

Với mục tiêu này, NASA đã khởi động sứ mệnh Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép (DART), sứ mệnh thử nghiệm phòng thủ hành tinh đầu tiên trên thế giới vào tháng 11 năm ngoái. DART là sứ mệnh đầu tiên dành riêng cho việc nghiên cứu và trình diễn một phương pháp làm lệch hướng tiểu hành tinh bằng cách thay đổi chuyển động của tiểu hành tinh trong không gian thông qua tác động động học. Tóm lại, đó là va chạm với một tiểu hành tinh và làm chệch hướng nó khỏi quỹ đạo của nó nhằm cung cấp thông tin có giá trị cho sự phát triển của một hệ thống phòng thủ hành tinh như vậy.

Một phần quần thể tiểu hành tinh còn sống sót kể từ khi hình thành hệ mặt trời đã trải qua nhiều sự kiện va chạm, động lực và nhiệt đã hình thành nên cấu trúc và tính chất quỹ đạo của chúng.

Do không thể tái tạo các điều kiện va chạm trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, chế độ quan sát được của các tác động trọng lực thấp, cường độ thấp cho đến nay phần lớn vẫn chưa được khám phá. Ngoài ra, khoảng thời gian rất lớn liên quan đến sự phát triển của miệng núi lửa (hơn một vài giờ trong trường hợp của DART) đã khiến cho đến nay không thể mô phỏng số lượng các quá trình va chạm này.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Khoa học Hành tinh, các nhà nghiên cứu của Đại học Bern và Trung tâm Năng lực Nghiên cứu Quốc gia (NCCR) PlanetS đã mô phỏng tác động này bằng một phương pháp mới. Kết quả của họ chỉ ra rằng nó có thể làm biến dạng mục tiêu nghiêm trọng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

“Nghiên cứu chế độ tạo miệng núi lửa chưa được hiểu rõ này không chỉ quan trọng trong bối cảnh làm chệch hướng các tiểu hành tinh đe dọa trong tương lai, mà còn rất quan trọng để xác định thời gian tồn tại của hình dạng tiểu hành tinh tổng thể và tuổi bề mặt.” Nghiên cứu đề cập đến.

Gần đây, thí nghiệm tác động nhân tạo của sứ mệnh Hayabusa2 của JAXA lên bề mặt tiểu hành tinh Ryugu đã tạo ra một miệng núi lửa có đường kính khoảng 14 m. Miệng núi lửa lớn bất ngờ này cho thấy rằng ít nhất bề mặt gần của tiểu hành tinh được kiểm soát ở mức độ lớn bởi lực hấp dẫn yếu hơn là sức mạnh.

Những sứ mệnh này đã chứng minh rằng một tiểu hành tinh có thể có cấu trúc bên trong rất lỏng lẻo. Cấu trúc này được giữ với nhau bằng tương tác hấp dẫn và một lực kết dính nhỏ. Nó giống như một đống gạch vụn.

Tuy nhiên, các mô phỏng trước đây về tác động của sứ mệnh DART giả định nội thất vững chắc của nó tiểu hành tinh mục tiêu Dimorphos.

“Điều này có thể thay đổi đáng kể kết quả của vụ va chạm giữa DART và Dimorphos, dự kiến ​​​​diễn ra vào tháng 9 tới”, tác giả chính của nghiên cứu Sabina Raducan từ Viện Vật lý và Trung tâm Năng lực Quốc gia về Nghiên cứu PlanetS chỉ ra.

Thay vì để lại một miệng hố tương đối nhỏ trên tiểu hành tinh rộng 160 mét, tác động của DART ở tốc độ khoảng 24 km/h có thể làm biến dạng hoàn toàn Dimorphos. Tiểu hành tinh cũng có thể bị lệch mạnh hơn nhiều và lượng vật chất lớn hơn có thể bị đẩy ra khỏi vụ va chạm so với những ước tính trước đó được dự đoán.

Trong một cách tiếp cận mới có tính đến sự lan truyền của sóng xung kích, sự nén và dòng vật chất tiếp theo, lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu có thể mô hình hóa toàn bộ quá trình tạo miệng núi lửa do tác động lên các tiểu hành tinh nhỏ như Dimorphos.

Đối với nhà nghiên cứu phương pháp tiếp cận này, Sabina Raducan đã được ESA và thị trưởng Nice trao tặng giải thưởng tại hội thảo về sứ mệnh tiếp theo của DART HERA.

Năm 2024, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ESA sẽ gửi một tàu thăm dò không gian tới Dimorphos như một phần của sứ mệnh không gian HERA. Mục đích là để điều tra trực quan hậu quả của tác động của tàu thăm dò DART.

Theo các nhà nghiên cứu, việc hiểu rõ về kết quả tiềm ẩn của tác động DART có thể giúp họ hoàn thành phần lớn nhiệm vụ HERA.

“Công việc của chúng tôi về mô phỏng tác động bổ sung thêm một kịch bản tiềm năng quan trọng đòi hỏi chúng tôi phải mở rộng kỳ vọng của mình về vấn đề này. Điều này không chỉ phù hợp trong bối cảnh bảo vệ hành tinh mà còn bổ sung thêm một phần quan trọng vào câu đố về sự hiểu biết của chúng ta về các tiểu hành tinh nói chung”, đồng tác giả nghiên cứu Martin Jutzi từ Viện Vật lý và Trung tâm Năng lực Quốc gia về Nghiên cứu Hành tinhSkết luận. .

Tham khảo nhật ký

1. Sabina D. Raducan và Martin Jutzi. Định hình lại và tái tạo bề mặt các tiểu hành tinh ở quy mô toàn cầu bằng các tác động quy mô nhỏ, với các ứng dụng cho các sứ mệnh DART và Hera. Tạp chí Khoa học Hành tinh, Tập 3, Số 6. DOI: 10.3847/PSJ/ac67a7