Giải mã bí ẩn 4,5 tỷ năm: Thời điểm Sao Mộc chào đời được hé lộ

Nghiên cứu mới tiết lộ rằng sự ra đời của Sao Mộc đã kích hoạt các vụ va chạm tốc độ cao tạo ra các giọt nóng chảy được bảo quản trong thiên thạch, những viên nang thời gian nhỏ bé từ những ngày đầu tiên của hệ mặt trời. Nguồn: Shutterstock

Khoảng 4,5 tỷ năm trước, Sao Mộc đã mở rộng nhanh chóng thành hành tinh khổng lồ mà chúng ta thấy ngày nay. Lực hấp dẫn khổng lồ của nó làm xáo trộn quỹ đạo của vô số vật thể đá và băng - chính là những tiểu hành tinh và sao chổi sơ khai. Các nhiễu loạn này dẫn đến những vụ va chạm dữ dội đến mức đá và bụi bên trong tiểu hành tinh tan chảy, tạo ra những giọt đá nóng chảy được gọi là chondrule. Đáng chú ý, nhiều chondrule cổ xưa vẫn được bảo tồn bên trong các thiên thạch rơi xuống Trái Đất.

Trong bước tiến mới, các nhà khoa học từ Đại học Nagoya (Nhật Bản) và Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Italy (INAF) đã giải mã được cách những chondrule này hình thành và sử dụng chúng để xác định chính xác thời điểm Sao Mộc xuất hiện.

Nghiên cứu công bố trên Scientific Reports cho thấy, đặc điểm của chondrule - bao gồm kích thước và tốc độ nguội đi trong không gian - được quyết định bởi lượng nước có trong các vi thể hành tinh va chạm. Khám phá này không chỉ khớp với dữ liệu quan sát từ các mẫu thiên thạch mà còn chứng minh rằng sự ra đời của các hành tinh khổng lồ trực tiếp thúc đẩy quá trình hình thành chondrule.

Các chondrule tròn có thể nhìn thấy trên một phần mỏng của thiên thạch Allende dưới kính hiển vi. Nguồn: Akira Miyake, Đại học Kyoto.

“Hộp thời gian” từ 4,6 tỷ năm trước

Chondrule - những quả cầu nhỏ rộng chỉ 0,1-2 mm - từng hợp nhất trong các tiểu hành tinh ngay khi Hệ Mặt Trời hình thành. Hàng tỷ năm sau, các mảnh vỡ từ tiểu hành tinh rơi xuống Trái Đất mang theo bằng chứng về lịch sử vũ trụ. Thế nhưng, lý do vì sao chondrule lại có hình dạng tròn hoàn hảo vẫn là câu hỏi hóc búa khiến giới khoa học đau đầu suốt nhiều thập kỷ.

Giáo sư Sin-iti Sirono, Khoa Khoa học Trái đất và Môi trường, Đại học Nagoya, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích: “Khi các tiểu hành tinh va chạm, nước ngay lập tức bốc hơi thành hơi nước giãn nở. Hiện tượng này giống như những vụ nổ nhỏ, phá vỡ đá silicat nóng chảy thành những giọt nhỏ mà chúng ta thấy trong thiên thạch ngày nay”.

Ông nhấn mạnh thêm: “Các lý thuyết trước đây không thể giải thích được đặc điểm của chondrule nếu không giả định những điều kiện cực kỳ đặc biệt, trong khi mô hình này lại dựa trên các điều kiện tự nhiên vốn đã tồn tại trong Hệ Mặt Trời sơ khai khi Sao Mộc ra đời”.

Lực hấp dẫn của Sao Mộc gây ra các vụ va chạm giữa các hành tinh nhỏ làm tan chảy đá thành các giọt nước phân tán do hơi nước giãn nở. Nguồn: Diego Turrini và Sin-iti Sirono.

Dựa trên mô phỏng máy tính, nhóm nghiên cứu cho thấy lực hấp dẫn khổng lồ của Sao Mộc đã kích hoạt các vụ va chạm tốc độ cao giữa những vi hành tinh giàu đá và nước, qua đó sản sinh chondrule hàng loạt.

Tiến sĩ Diego Turrini, đồng tác giả chính và nhà nghiên cứu cao cấp tại INAF, khẳng định: “Chúng tôi đã so sánh đặc điểm và số lượng chondrule mô phỏng với dữ liệu thiên thạch thực tế và nhận thấy sự trùng khớp đáng kinh ngạc. Mô hình cũng chỉ ra rằng quá trình sản sinh chondrule diễn ra song song với giai đoạn Sao Mộc tích tụ khí tinh vân để đạt đến kích thước khổng lồ. Như dữ liệu thiên thạch cho thấy, đỉnh điểm hình thành chondrule rơi vào khoảng 1,8 triệu năm sau khi Hệ Mặt Trời ra đời, đây chính là thời điểm Sao Mộc chào đời”.

Các chondrule tròn có thể nhìn thấy trên một phần mỏng của thiên thạch Allende dưới kính hiển vi. Nguồn: Akira Miyake, Đại học Kyoto.

Gợi mở cách xác định tuổi các hành tinh

Theo các nhà khoa học, nghiên cứu này cung cấp bức tranh rõ ràng hơn về quá trình hình thành Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, việc sản sinh chondrule do Sao Mộc gây ra chỉ kéo dài trong thời gian ngắn, không thể giải thích sự đa dạng tuổi đời của các chondrule được tìm thấy trong nhiều thiên thạch khác nhau.

Giả thuyết hợp lý nhất là các hành tinh khổng lồ khác - đặc biệt là Sao Thổ - cũng từng tạo ra hiệu ứng tương tự, góp phần sản sinh thêm nhiều chondrule.

Bằng cách nghiên cứu chondrule ở các độ tuổi khác nhau, các nhà khoa học hy vọng có thể xác định thứ tự ra đời của những hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Kết quả không chỉ giúp hiểu rõ lịch sử của Trái Đất và các “hàng xóm” vũ trụ, mà còn mở ra cơ hội tìm hiểu cách các hệ hành tinh khác quanh những ngôi sao xa xôi đã hình thành và tiến hóa.

La Khê (Theo SciTech Daily)

Nguồn: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/giai-ma-bi-an-4-5-ty-nam-thoi-diem-sao-moc-chao-doi-duoc-he-lo/20250901105010242