Bạn đồng hành dạng hành tinh lùn của Pluto – Charon – có thể đã ‘trào ruột’ để tạo ra hai mặt trăng của hệ đôi.

Hai mặt trăng cỡ trung của Pluto có thể được hình thành từ vật chất bên trong của Charon – mặt trăng lớn nhất của Pluto – theo nghiên cứu mới.

Những quan sát bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) cho thấy hai mặt trăng Nix và Hydra có đặc điểm giống với vật chất bên trong Charon hơn là với các vật thể khác trong vành đai Kuiper. Điều này cho thấy rằng hai mặt trăng này có thể được tạo nên từ vật liệu bị văng ra khi va chạm dữ dội đã hình thành nên Pluto và Charon.

Theo các mô phỏng trước đó, Pluto và Charon được hình thành qua quá trình kiss-and-capture (hôn và bắt giữ). Trong đó, va chạm đã tước đi các lớp ngoài của tiền–Charon, tạo thành một đĩa mảnh vụn băng. Đĩa này sau đó kết tụ thành bốn mặt trăng nhỏ hơn: Nix, Hydra, Kerberos và Styx.

JWST đã tạo cơ hội để kiểm chứng giả thuyết này. Trong khi các nhà khoa học dùng JWST để phân loại màu sắc của các vật thể ngoài Hải Vương (TNOs), kết quả mới cho thấy Nix và Hydra không giống với bất kỳ nhóm TNO nào đã biết.

Theo Brian Holler, nhà khoa học hành tinh tại Viện Kính viễn vọng Không gian, sự “lệch chuẩn” này chủ yếu đến từ vật liệu đỏ trên bề mặt hai mặt trăng, có khả năng chứa carbon. Ông cho rằng kiểu bề mặt này gần như độc nhất trong vùng TNO.

Thậm chí, vật liệu cổ xưa từ bên trong Charon có thể vẫn đang rơi trở lại lên bề mặt của chính nó. Khi Nix và Hydra bị thiên thạch nhỏ va chạm, các mảnh văng có thể bị hút ngược trở lại bởi trọng lực của Charon, tạo thành lớp bụi dày vài centimet tích tụ theo thời gian. Vì Charon không còn hoạt động địa chất, lớp vật liệu này gần như được giữ nguyên – giống như lớp vỏ và lớp phủ trên mà nó từng mất đi sau vụ va chạm hình thành hệ đôi.

“Khi nhìn vào Charon ngày nay, có thể chúng ta đang thấy nó như trước khi va chạm,” Holler nói.

Một khoảnh khắc xuất hiện đúng lúc

Khi tàu New Horizons bay qua hệ Pluto vào năm 2015, nó chụp được một số hình ảnh và dữ liệu hấp dẫn về Nix và Hydra, bao gồm màu sắc đỏ dạng “mắt bò” của Nix. Tuy nhiên, JWST không thu được nhiều chi tiết bề mặt mới; thay vào đó, nó cho phép so sánh trực tiếp hai mặt trăng với các TNO khác – điều trước đây không thể thực hiện. JWST lúc đó chủ yếu tập trung vào Pluto và Charon, vì vậy việc phát hiện Nix và Hydra là hoàn toàn tình cờ.

Nix và Hydra có khả năng vẫn gần như nguyên vẹn từ khi hình thành. Chúng quá nhỏ để có hoạt động địa chất, nên thay đổi duy nhất trên bề mặt chủ yếu đến từ va chạm và bào mòn không gian.

“Tổng thể mà nói, tôi tin rằng bề mặt của Nix và Hydra gần như nguyên sơ nhất có thể,” Holler nói.

Holler hy vọng sẽ dùng JWST để quan sát chuyên sâu hơn, đặc biệt là quang phổ, nhằm xác định thành phần hóa học và giải thích sự tồn tại của ammonia – vốn dễ bị phá hủy trong môi trường ngoài không gian. Điều này gợi ý rằng ammonia có thể được bổ sung liên tục hoặc cân bằng bởi các quá trình khác.

Bằng cách nghiên cứu các hệ tương tự, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn điều gì đang xảy ra trên hai mặt trăng nhỏ của Pluto. Nếu các TNO khác cũng từng trải qua va chạm và hình thành các mặt trăng nhỏ, việc nghiên cứu thành phần của chúng có thể mang đến cái nhìn sâu hơn về những mặt trăng nhỏ nhưng bí ẩn của Pluto.

Theo Space.com

Hội Thiên Văn Hà Nội (HAS)

Dịch và biên tập: Thiên Lam

Comments

comments