Kính viễn vọng Hubble đã có cái nhìn cận cảnh về một ngôi sao chổi đang tan rã
Tóm tắt
Ngôi sao chổi 332P/Ikeya-Murakami đã tồn tại 4.5 tỉ năm trong Vòng Kuiper băng giá, một hồ chứa khổng lồ của những vật thể đóng băng ở bên ngoài Hệ mặt trời của chúng ta. Những vật thể này là phần còn lại của việc tạo dựng nên Hệ mặt trời. Nhưng trong vòng vài triệu năm trở lại đây, những ngôi sao chổi kém may mắn đã bị trọng lực đẩy khỏi trung tâm của Hệ Mặt trời bởi những hành tinh ở bên ngoài. Ngôi sao chổi với cái tên 332P, tìm được nơi trú ngụ mới, yên ổn trên một quỹ đajo ngay ngoài Sao Hỏa. Nhưng ngôi nhà mới này, gần hơn với Mặt trời và đã xử lý ngôi sao chổi bé nhỏ. Ánh sáng mặt trời đốt nóng bề mặt sao chổi 332P, dẫn tới việc những tia khí ga và bụi phun trào. Những tia này hoạt động như những động cơ phản lực, đẩy nhanh vòng quay của sao chổi. Tốc độ quay vòng nhanh hơn làm phân rã những khối vật chất mà sau đó sẽ bị cuốn bay khỏi bề mặt và vào trong không gian.
Kính viễn vọng không gian Hubble đã bắt được đám mây mảnh vỡ thoát ra từ sao chổi 332P. Những hình ảnh này được ghi lại trong hơn 3 ngày vào tháng 1 năm 2016, là những hình ảnh sắc nét nhất, chi tiết nhất về việc một sao chổi vỡ tung thành nhiều mảnh. Hubble đã tiết lộ về 25 mảnh vỡ có kích thước ngang với 1 tòa nhà từ ngôi sao chổi trôi trong không gian bằng tốc độ đi bộ bình thường của người trưởng thành. Vật chất sẽ tiếp tục tan rã từ sao chổi 332P. Những nhà thiên văn học đánh giá rằng ngôi sao đã tồn tại trong suốt 4,5 tỉ năm này sẽ biến mất trong 150 năm nữa.
Comet 332P/Ikeya-Murakami
Kính viễn vọng không gian của NASA đã bắt được một trong những hình ảnh sắc nét nhất, chi tiết nhất trong khi quan sát một ngôi sao chổi tan vỡ ở cách Trái đất 67 triệu dặm (khoảng 108 triệu km).
Trong loạt hình ảnh được ghi lại trong hơn 3 ngày vào tháng 1 năm 2016, Hubble đã tiết lộ về 25 mảnh vỡ tạo thành từ hỗn hợp băng và bụi, có kích thước ngang với 1 tòa nhà, trôi khỏi ngôi sao chổi khá chậm rãi, tương đương tốc độ đi bộ bình thường của người trưởng thành
Sự quan sát này đã cho thấy một ngôi sao chổi mang tên 332P/Ikeya-Murakami hay Sao chổi 332P, có tuổi đời khoảng 4,5 tỉ năm, có thể đã quay quanh trục của nó quá nhanh dẫn đến sự phân rã các vật chất và văng ra khỏi bề mặt của chính nó. Những mảnh vỡ này hiện nay đã phân tán thành một vệt dài khoảng 3000 dặm (khoảng 4828 km), rộng hơn cả bề ngang của lục địa Mỹ.
Những sự quan sát này còn cung cấp những thông tin cụ thể về sự thay đổi đột ngột của những sao chổi khi chúng đến gần mặt trời và bắt đầu bốc hơi, làm thoát ra những “lực động học” (dynamical forces). Khi Hubble phát hiện ra sự phân rã, Sao chổi 332P lúc đó đã ở cách Mặt trời 150 nghìn dặm (khoảng 241400 km), xa một chút ở ngoài quỹ đạo của sao Hỏa.
“Chúng ta biết rằng Sao chổi có sự tan rã, nhưng chúng ta chưa biết được vì sao có sự tan rã đó,” – nhà nghiên cứu chính David Jewitt của Đại học California tại Los Angeles. “Vấn đề là điều đó xảy ra nhanh chóng và không hề có dự báo trước, nên chúng ra không có cơ hội để thu thập những dữ liệu hữu ích. Với độ phân giải tuyệt vời của Hubble, không chỉ chúng ta được nhìn thấy từng mẩu nhỏ mờ nhạt của sao chổi, mà chúng ta còn có thể xem được sự thay đổi ngày qua ngày của chúng. Và việc này cho phép chúng ta có được những đo đạc chính xác nhất từng đạt được.
Việc quan sát trong ba ngày này đã vén màn cho việc những mảnh vỡ sáng lên và mờ đi như những mảnh băng trên bề mặt của chúng luân phiên nhau được mặt trời chiếu vào. Hình dáng của chúng cũng thay đổi khi bị phân rã. Những di tích băng còn lại chiếm đến khoảng 4% sao chổi mẹ và có kích thước bề ngang nằm trong khoảng từ 65 feet đến 200 feet (khoảng 20m đến 60m). Chúng đang chuyển động tách xa nhau với tốc độ vài dặm trên giờ.
Những hình ảnh của Hubble chỉ ra rằng sao chổi cha mẹ cũng thay đổi độ sáng theo chu kì, hoàn thành một vòng quanh mỗi 2-4 giờ. Một hành khách đến sao chổi có thể thấy được bình minh và hoàng hôn chỉ trong ít hơn 1 giờ. Một ngôi sao chổi cũng nhỏ hơn những nhà thiên học văn nghĩ rất nhiều, chỉ trong khoảng 1600 feet (khoảng 488m) chiều ngang và chiều dài của khoảng 5 sân bóng đá.
Sao chổi 332P được khám phá vào tháng 11 năm 2012, sau khi nó bừng sáng lên và được phát hiện ra bởi 2 nhà thiên văn học không chuyên là Kaoru Ikeya và Shikegi Murakami.
Dựa trên dữ liệu của Hubble, đội ngũ nghiên cứu đã dự đoán rằng ánh sáng mặt trời đã làm nóng sao chổi, dẫn tới việc những tia khí ga và bụi phun trào. Bởi vì những hạt nhân nguyên tử quá nhỏ nên những tia này hoạt động như những động cơ phản lực, đẩy nhanh vòng quay của sao chổi. Tốc độ quay vòng nhanh hơn làm phân rã những khối vật chất mà sau đó sẽ bị cuốn bay khỏi bề mặt và vào trong không gian.
Đội ngũ nghiên cứu tính toán rằng sao chổi sẽ làm rơi những vật chất này trong vài tháng, trong khoảng tháng 10 và tháng 12 năm 2015. Jewitt cho rằng thậm chí một vài trong những mảnh vỡ thoát ra đã tự chúng tan ra theo một dạng tan rã từng đợt *cascading fragmentation*. “Những thống kê của chúng tôi cho thấy rằng những sự tan rã nhỏ hơn thì không nhiều như dự đoán dựa trên số lượng của những miếng lớn hơn. Đây là một gợi ý về việc chúng đang bị phân rã kể cả trong những tháng từ khi chúng bắt đầu tách ra từ khối đầu tiên. Chúng tôi nghĩ rằng những mảnh vỡ này sẽ chỉ sống một cuộc đời rất ngắn thôi.”
Tầm nhìn nhạy bén của Hubble còn do thám được một mảnh vật chất gần với ngôi sao chổi, có thể là loạt đầu tiên của sự bùng nổ. Tàn dư còn lại của chúng vẫn còn lóe lên và có thể nhìn thấy được, dù có thể đã xảy ra từ 2012. Những mảnh này có thể lớn như của sao chổi 332P, dự đoán rằng sao chổi có thể đã chia đôi. Nhưng những mảnh băng đá còn lại vẫn chưa bị phát hiện cho tới 31/12/2015 bởi Pan-STARRS (Kính viễn vọng quan sát toàn cảnh và hệ thống phản ứng nhanh) tại Hawaii, trong một dự án được ủng hộ bởi chương trình Quan sát những vật thể gần Trái đất của Văn phòng phối hợp tác chiến hành tinh tại NASA. Khám phá đó thúc giục Jewitt và cộng sự của mình yêu cầu Hubble nhìn rõ hơn vào ngôi sao chổi này. Cùng lúc đó, các nhà thiên văn học trên toàn thế giới bắt đầu phát hiện ra một mảng mây mù vật chất ở gần sao chổi, sau đó Hubble đã phân tích đám mây đó là 25 mảnh vỡ khác nhau.
“Trong quá khứ, những nhà thiên văn học nghĩ rằng những ngôi sao chổi sẽ chết khi chúng bị làm nóng bởi mặt trời, khiến cho băng đá trên đó chỉ đơn giản là bốc hơi đi”. Jewitt nói- “Không còn gì còn lại sau đó, hoặc có thể chỉ còn một khối vật chất nặng nề không sự sống tại nơi đã từng tồn tại một ngôi sao chổi. Nhưng điều đó đã dường như trông giống sự tan rã. Ở sao chổi 332P, chúng ta có thể thấy được một ngôi sao chổi tự vỡ tung và đi vào quên lãng.”
“Những cái nhìn thoáng qua tốt nhất của Hubble trước đây tới một sao chổi đang tan tành là trong khi đang diễn ra những quan sát về 73P/Schwassmann-Wachmann2 (73P) trong Máy chụp hình tiên tiến cho quan sát (ACS) tháng 4 năm 2006 – theo Harold Weaver của phòng nghiên cứu Vật lý ứng dụng tại đại học Johns Hopkins, Laurel, Maryland. “Ở lần quan sát đó, Hubble đã chứng kiến tận mắt một ngôi sao chổi với hơn 60 mảnh vỡ được đặt tên. Những hình ảnh của Hubble ghi lại đã cho thấy những chi tiết chưa từng thấy trước đây về sự tan vỡ của 73P, nhưng ngôi sao chổi vẫn không thể được quan sát đủ lâu để đưa ra những tài liệu về sự thay đổi của những mảnh vỡ này qua thời gian, không như trong trường hợp của 332P”.
Những nghiên cứu này ước tính rằng sao chổi 332P chứa đủ khối lượng vật chất đủ để tiếp tục tồn tại sau 25 cú nổ nữa. “Nếu sao chổi này có chu kì mỗi 6 năm, tức là tương đương 1 quỹ đạo quanh mặt trời, thì nó sẽ biến mất sau 150 năm.” – Jewitt nói. “Nó chỉ là trong một nháy mắt, nói theo cách của thiên văn học. Chuyến đi này tới bên trong hệ mặt trời sẽ phá hủy nó”.
Những cơn mưa băng đá ghé thăm từ Vòng Kuiper là một đám khổng lồ những vật thể nằm ngoài rìa của hệ mặt trời. Những mảnh vỡ này là những phần của lại của những viên gạch xây nhà tạo nên từ sự xây dựng nên hệ mặt trời. Sau gần 4,5 tỉ năm trong sự băng giá sâu thẳm này, sự nhiễu loạn từ trường từ Sao Hải Vương đã đá văng Sao chổi 332P ra khỏi vòng Kuiper.
Khi sao chổi di chuyển qua hệ mặt trời, nó sẽ bị làm chệch hướng bởi những hành tinh, như một quả bóng nảy lên nảy xuống trong máy trò chơi pinball, cho đến khi trọng lực của sao Mộc xác định lại quỹ đạo hiện tại của nó. Jewitt ước lượng rằng một ngôi sao chổi đến từ Vòng Kuiper sẽ bị ném vào bên trong của hệ ngân hà trong mỗi 40-100 năm.
Kết quả sẽ xuất hiện trong ấn phẩm “Những lá thư của tập san Vật lý thiên thể” vào ngày 15/9/2016.
Kính viễn vọng không gian Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và hãng thông tấn Vũ trụ Châu Âu. Trung tâm du hành vũ trụ Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland chịu trách nhiệm quản lý chiếc kính viễn vọng này.
CREDITS:
NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)
KEYWORDS:
SOLAR SYSTEM COMETS
CONTACT:
Felicia Chou
NASA Headquarters, Washington, D.C.
202-358-0257
felicia.chou@nasa.gov
Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu
David Jewitt
University of California, Los Angeles, California
310-825-2521
jewitt@ucla.edu
RELATED LINKS:
The science paper by D. Jewitt et al. (PDF document)
NASA’s Hubble Portal
Cũng chẳng có gì khủng khiếp đâu mình đùa đấy!
Link bài viết: https://hubblesite.org/contents/news-releases/2016/news-2016-35.html#section-id-2