Phát hiện sao chổi chứa "lượng cồn cực cao" trong vũ trụ

Sao chổi 46P/Wirtanen giải phóng lượng rượu cao khác thường khi bay qua Trái đất cách đây 2,5 năm.

Các nhà khoa học phát hiện lượng cồn cực cao ở sao chổi 46P/Wirtanen cũng như một nguồn nhiệt bí ẩn làm nóng sao chổi này thông qua quan sát bằng Đài thiên văn W. M. Keck ở Maunakea, Hawaiʻi. "46P/Wirtanen có tỷ lệ rượu so với aldehyde cao nhất đo được ở bất kỳ sao chổi nào từ trước tới nay", Neil Dello Russon, nhà khoa học sao chổi ở Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng tại Đại học Johns Hopkins, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. "Điều này cung cấp cho chúng tôi thông tin về cách các phân tử carbon, oxy và hydro phân bố trong Hệ Mặt trời thuở sơ khai, khi Wirtanen hình thành".

Phát hiện sao chổi chứa lượng cồn cực cao trong vũ trụ
Sao chổi 46P/Wirtanen đến gần Trái đất nhất vào ngày 16/12/2018. (Ảnh: NASA).

Dữ liệu từ Đài thiên văn Keck cũng hé lộ một đặc điểm kỳ lạ. Thông thường, khi quỹ đạo sao chổi ở gần Mặt trời hơn, các hạt đóng băng trong nhân của chúng bị nóng lên, sau đó thăng hoa, chuyển trực tiếp từ dạng băng cứng sang dạng khí, bỏ qua giai đoạn hóa lỏng. Quá trình mang tên nhả khí này chính là hoạt động sản sinh đầu sao chổi (coma), lớp khí và bụi khổng lồ phát sáng bao quanh nhân của sao chổi.

Khi sao chổi tới gần Mặt trời hơn, bức xạ Mặt trời đẩy một phần đầu sao chổi ra xa, tạo thành vệt đuôi. Tuy nhiên, với 46P/Wirtanen, nhóm nghiên cứu phát hiện ngoài bức xạ, một quá trình bí ẩn khác cũng làm sao chổi nóng lên. Họ nhận thấy nhiệt độ đo được với khí gas chứa nước ở đầu sao chổi không giảm đáng kể so với khoảng cách từ nhân, chứng tỏ có một cơ chế làm nóng, theo giáo sư Erika Gibb, trưởng Khoa vật lý và Thiên văn học ở Đại học Missouri - St. Louis, đồng tác giả nghiên cứu.

Gibb cho biết hai khả năng có thể xảy ra. Một là phản ứng hóa học trong đó ánh sáng Mặt trời có thể ion hóa một số nguyên tử hoặc phân tử ở đầu sao chổi gần với nhân, giải phóng electron tốc độ cao. Khi eletron va chạm với phân tử khác, chúng có thể truyền một phần động lượng và làm nóng khí gas chứa nước ở đầu sao chổi.

Khả năng khác là có khối băng cứng bắn ra từ 46P/Wirtanen. Các nhà nghiên cứu từng bắt gặp điều này ở vài sao chổi mà tàu vũ trụ từng ghé thăm như Hartley 2 trong nhiệm vụ EPOXI của NASA. Những khối băng đó văng ra từ nhân và thăng hoa, giải phóng năng lượng.

Giả thuyết trên rất phù hợp với quan sát về các sao chổi hoạt động mạnh như 46P/Wirtanen, lớp sao chổi giải phóng nhiều nước hơn dự đoán nếu nhả tất cả khí trực tiếp từ hạt nhân đóng băng khi đến gần Mặt trời. Nước phun ra ở dạng khí nhưng có thể ngưng tụ sau đó thành dạng lỏng nếu tiếp xúc với bề mặt hành tinh. Đó là lý do các nhà khoa học nghi ngờ sao chổi cũng như tiểu hành tinh có thể mang nước tới Trái đất.

Dữ liệu của Đài thiên văn Keck cho thấy sao chổi Wirtanen giải phóng tương đối nhiều phân tử nước từ phần đầu sau khi thăng hoa so với phân tử khác như ethane, hydrogen cyanide, và acetylene. Điều này chứng tỏ lượng nước đó đến từ hạt băng ở sâu bên trong đầu sao chổi. Kết quả nghiên cứu được công bố chi tiết trên tạp chí Planetary Science.

Từ khóa liên quan: