Liệu sao Hoả từng hay sẽ có vành đai?
Khi còn nhỏ, chúng ta học về các hành tinh trong Hệ Mặt Trời với những đặc điểm nhất định: sao Mộc là hành tinh lớn nhất, sao Thổ có vành đai, sao Thủy gần Mặt Trời nhất, sao Hỏa có màu đỏ... Nhưng liệu có thể một trong những láng giềng gần của chúng ta từng có một vành đai và một lúc nào đó sẽ lại có?
Đó là giả thuyết được đưa ra bởi các nhà khoa học được tài trợ bởi NASA ở Đại học Purdue, Lafayette, Indiana. Những phát hiện của họ đã được đăng tải trên tạp chí "Địa khoa học tự nhiên" (Nature Geoscience). David Minton và Andrew Hesselbrock đã phát triển một mô hình cho thấy các mảnh vụn được ném vào không gian bởi một tiểu hành tinh hoặc một vật thể nào đó khác đã va chạm với sao Hỏa khoảng 4,3 tỷ năm trước có sự luân phiên giữa việc trở thành vành hành tinh của sao Hỏa và cô đặc lại thành một vệ tinh.
Một giả thuyết cho rằng vùng lòng chảo lớn phía Bắc của sao Hỏa (Borealis Basin) bao phủ hơn 40% bán cầu Bắc của hành tinh được tạo ra do tác động đó và từ đó những mảnh vụn được ném vào không gian.
"Va chạm lớn này đã phá vỡ đủ vật chất trên bề mặt sao Hỏa để tạo thành một vành đai", Hesselbrock nói.
Vành hành tinh của sao Hỏa.
Mô hình của Hesselbrock và Minton gợi ý rằng khi vành hình thành, những mảnh vụn dần bay khỏi bề mặt của hành tinh và phân tán ra, nó sẽ bắt đầu kết lại và dần dần hình thành một vệ tinh. Theo thời gian, lực hấp dẫn của sao Hỏa sẽ kéo vệ tinh ấy về phía nó cho đến khi vệ tinh đạt giới hạn Roche (giới hạn khoảng cách tối thiểu từ một vệ tinh lớn tới hành tinh của nó để nó không bị phá vỡ bởi lực triều).
Phobos – một trong những vệ tinh của sao Hỏa đang tiến gần hơn đến hành tinh này. Theo mô hình này, Phobos sẽ bị phá vỡ khi đạt giới hạn Roche và trở thành hệ vành đai vào khoảng 70 triệu năm nữa. Điều này còn phụ thuộc vào vị trí của giới hạn Roche. Minton và Hesselbrock tin rằng chu kỳ này sẽ lặp lại khoảng 3 đến 7 lần trong hàng tỷ năm.
Theo như mô hình, mỗi khi một vệ tinh bị phá vỡ và tại tạo lại từ chính vành đai mà nó đã tạo nên thì vệ tinh kế tiếp của nó sẽ nhỏ hơn vệ tinh cũ 5 lần. Những mảnh vụn sẽ rơi xuống hành tinh và điều này giải thích cho việc tìm thấy những trầm tích bí ẩn gần xích đạo của Sao Hỏa.
Minton nói: "Có thể có những đống trầm tích dày hàng km từ vệ tinh rơi xuống sao Hỏa trong thời gian đầu của lịch sử hình thành Hành tinh Đỏ, và có những trầm tích bí ẩn trên sao Hỏa mà không có lời giải thích nào có thể lý giải làm sao chúng đến được nơi đó. Và giờ chúng ta có thể nghiên cứu những vật chất đó".
Các giả thuyết khác cho rằng va chạm trên sao Hỏa đã tạo nên vùng lòng chảo phía Bắc đã dẫn đến sự hình thành của Phobos vào 4,3 tỷ năm trước, nhưng Minton cho biết không chắc rằng vệ tinh này có thể tồn tại suốt thời gian đó. Ngoài ra, Phobos cũng phải hình thành từ xa Sao Hỏa và đã phải băng qua sự cộng hưởng của Deimos – vệ tinh thứ hai của Sao Hỏa.
Sự cộng hưởng xảy ra khi hai vệ tinh gây ra tác động hấp dẫn lẫn nhau theo một chu kỳ cơ bản được lặp lại giống như những vệ tinh lớn của Sao Mộc. Khi cộng hưởng, Phobos có thể thay đổi quỹ đạo của Deimos. Tuy nhiên, quỹ đạo của Deimos lệch 1 độ so với xích đạo Sao Hỏa và điều này cho thấy Phobos không có ảnh hưởng gì đến nó.
"Không có nhiều sự kiện xảy ra với quỹ đạo của Deimos từ khi vệ tinh này được hình thành. Nếu Phobos ở đó và gây ra cộng hưởng, thì điều đó đã khải khác", Minton nói.
Richard Zurek thuộc Phòng thí nghiệm phản lực của NASA ở Pasadena, California cho biết: "Nghiên cứu này làm nổi bật thêm nhiều cách mà những tác động lớn có thể ảnh hưởng lên một vật thể cỡ hành tinh".
Minton và Hesselbrock sắp tới sẽ tập trung nghiên cứu một trong hai nội dung là cơ chế hình thành các vành hành tinh hoặc những vật chất đã rơi xuống Sao Hoả từ những vệ tinh đã bị phá huỷ của nó.
Mỹ Linh.