Khám phá "các vết sẹo bất thường" trong miệng hố va chạm Imbrium trên Mặt Trăng

Bí ẩn kéo dài hơn nửa thế kỷ qua về những vệt dài không hướng tâm trong miệng hố va chạm Imbrium vừa được lý giải nhờ vào kết quả phân tích với độ chi tiết cực cao tiến hành bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Brown. Đây là một trong những miệng hố va chạm lớn nhất trong Hệ Mặt trời, được hình thành từ cách đây 4 tỷ năm trong Đợt Bắn Phá Lớn và việc hiểu được nguồn gốc hình thành nó có thể sẽ giúp các nhà thiên văn học viết lại giai đoạn bạo lực nhất của lịch sử Trái Đất.

Với đường kính 1200km, hố va chạm Imbrium được các nhà khoa học biết tới như một trong những miệng hố lớn nhất trên Mặt Trăng và tất nhiên, nó phải được tạo thành bởi vụ va chạm với một vật thể cực lớn. Trong nghiên cứu công bố mới đây trên tạp chí Nature, các nhà khoa học khẳng định rằng miệng hố này được tạo thành bởi vụ va chạm với một đĩa tiền hành tinh (protoplanet) có kích thước gần bằng bang New Jersey của Mỹ.

Vụ va chạm này lớn tới mức và các mảnh vỡ đã văng ra mọi hướng, tạo thành cơn mưa kéo dài suốt 200 triệu năm, đồng thời mang xuống Trái Đất cả vàng, bạch kim cùng nhiều kim loại khác. Người dẫn đầu nghiên cứu lần này, giáo sư Peter Schultz tại Đại học Brown cho biết: "Những mô hình trước đây ước tính rằng thiên thạch của vụ va chạm này có kích thước cỡ 80km. Nhưng theo dữ liệu phân tích của chúng tôi thì nó phải là 250km và đây cũng chỉ là một con số ước tính khiêm tốn".

Địa điểm miệng hố va chạm Imbrium​.

Như đã nói ở trên, từ lâu Imbrium đã được biết tới như một trong những miệng hố va chạm chịu tác động nổi bật nhất trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Đây là một trong những chủ đề được săn đón quan sát nhiều nhất các nhà thiên văn học chuyên nghiệp lẫn nghiệp dư. Một trong những đặc điểm đáng chú ý của miệng hố này chính là các đám tro tỏa ra bên ngoài như những chiếc căm trên bánh xe. Chúng được tạo ra bởi những loại đá vỡ vụn ra khi miệng hố được hình thành và tập trung tại khu vực phía Đông Nam, cho thấy tác động của vật thể đến từ phía Tây Bắc.

Tuy nhiên trong quá trình quan sát hố đen thì người ta còn nhận thấy một thứ khác: một tập hợp những vết sẹo không hội tụ vào trung tâm miệng hố. Schultz cho biết: "Hồi những năm 50 và 60, các nhà thiên văn học không thể xác định những vệt sẹo này là gì. Đã từ rất lâu điều này đã gây nên sự tò mò cho các nhà khoa học". Và bây giờ, Schultz và nhóm nghiên cứu tuyên bố đã làm sáng tỏ được những bí ẩn này thông qua việc hiểu rõ hơn về bản chất của Đợt Bắn Phá Lớn. Cách làm của ông là mô phỏng lại chuyện hồi xưa: bắng những viên đạn ở tốc độ siêu thanh ra khỏi một khẩu pháo khổng lồ.

Thử nghiệm so sánh kết quả bắn phá mô phỏng vụ va chạm hình thành miệng hố trên Mặt Trăng​.

Schultz cho biết thêm: "Nó là một khẩu súng cao 3 tầng được NASA tạo ra trong chương trình Apollo nhằm tìm hiểu về điều kiện tự nhiên của bề Mặt Trăng. Nó bắn ra những viên đạn nhỏ với vận tốc 6-7km/s và tạo ra sóng xung kích cực mạnh". Bằng cách sử dụng những camera tốc độ cao nhằm ghi lại quá trình mô phỏng vụ va chạm, kết hợp với mô hình phân tích trên máy tính, Schultz đã lý giải được nguồn gốc của những đường sẹo dài không hướng tâm của miệng hố Imbrium. Từ đó, ông có thể ước tính ra được chu vi của thiên thạch đã va chạm vào Mặt Trăng khi xưa.

Theo đó kích thước của nó lớn hơn gấp 20 lần so với những ước tính trước đây và do đó, nó có thể được xem như một đĩa tiền hành tinh - một đĩa chứa khí đặc quay xung quanh một ngôi sao trẻ mới hình thành. Và thật ra, trước đây cũng từng có nghiên cứu đã đề cập tới việc Mặt Trăng đã từng bị một đĩa tiền hành tinh đâm vào. Phát hiện lần này đã làm sáng tỏ thêm nguồn gốc của các thiên thạch trong Đợt Bắn Phá Lớn, đồng thời hiểu được nguồn gốc của nhiều miệng hố va chạm khác trong hệ Mặt Trời, điển hình là ở trên sao Thủy, sao Hỏa,...

Tham Khảo: Nature, Gizmodo