Bất ngờ phát hiện oxy trên sao chổi Churyumov-Gerasimenko

Robot thăm dò sao chổi 67P Churyumov-Gerasimenko lần đầu tiên phát hiện oxy tồn tại trong đám mây khí bao quanh sao chổi, khiến giới khoa học bất ngờ và đặt giả thuyết mới về sự hình thành và tiến hóa của hệ Mặt Trời. Theo báo cáo, dữ liệu robot thăm dò Philae của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đáp xuống sao chổi 67P Churyumov-Gerasimenko 67P tháng 11 năm ngoái gửi về cho thấy có oxy trong các đám mây khí bao quanh sao chổi này.

Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện có oxy trên sao chổi, và là lần thứ ba phát hiện phân tử oxy tồn tại ngoài hệ Mặt Trời. Điều này đặt ra câu hỏi mới về cách thức hệ Mặt Trời hình thành và tiến hóa. "Đây là phát hiện đáng ngạc nhiên nhất mà chúng tôi từng thấy trên 67P vì chúng tôi không ngờ sẽ tìm thấy phân tử oxy", Giáo sư Tiến sỹ Kathrin Altwegg, đại học Bern, tác giả chính của nghiên cứu cho biết. Ông cũng cho biết thêm, ban đầu, nhóm nghiên cứu "cố gắng phủ nhận" phát hiện này. Nhưng cuối cùng, sau khi chắc chắn nó đúng, họ bắt đầu tìm hiểu cách oxy tồn tại ở đó.

Nhà vật lý Andre Bieler, đại học Michigan cho biết, quan sát liên tục của nhóm cho thấy tỷ lệ oxy duy trì liên tục qua nhiều tháng. Khi sao chổi mất đi lớp vỏ ngoài, lớp vỏ mới lộ ra, nhưng tỷ lệ oxy vẫn ổn định, nên có thể suy ra, oxy có mặt ở toàn bộ sao chổi. Điều này đặt ra câu hỏi quan trọng, làm thế nào mà oxy lại ở đó được, và tại sao có thể tồn tại trong thời gian dài như vậy. Các nhà nghiên cứu đưa ra hai giả thuyết, một liên quan đến phân ly phóng xạ (radiolysis), nơi bức xạ năng lượng cao phá vỡ liên kết trong băng chuyển nước thành oxy; một giả thuyết khác là khi sao chổi mới hình thành, oxy đã tích hợp vào trong đó và được làm lạnh với tốc độ chóng mặt.

Bất luận làm thế nào mà oxy xuất hiện và tồn tại được ở sao chổi, các nhà khoa học cho rằng, phát hiện này chứng tỏ hiểu biết hiện tại của chúng ta về cách hệ Mặt Trời hình thành cần được xem xét lại, vì mô hình hình thành hệ Mặt Trời hiện tại không cho phép tinh thể băng chứa oxy. "Một khi băng đến gần Mặt Trời, nó sẽ bốc hơi và mất oxy ngay lập tức. Vật chất sẽ không bao giờ pha trộn được", giáo sư Altwegg nói. "Mô hình dữ liệu về hệ Mặt Trời hiện này không dự đoán được việc đó xảy ra trong điều kiện nào".

"Phát hiện này cho thấy, quá trình hệ Mặt Trời tiến hóa có thể rất nhẹ nhàng, tinh thể băng có lẽ chưa bao giờ bị nóng đến mức tan chảy. Sao chổi là những thiên thể ít tiến hóa nhất trong hệ Mặt Trời và giờ chúng ta có bằng chứng cho thấy, chí ít là một phần sao chổi trên thực tế có thể có tuổi đời lâu hơn hệ Mặt Trời, khiến chúng trở thành những vật thể rất hoang sơ". Các nhà khoa học cho biết, họ sẽ lật lại dữ liệu về sao chổi Halley cách đây 30 năm để tìm hiểu xem có phát hiện oxy trên đó không.

Sao chổi 67P/Churyumov–Gerasimenko thường gọi tắt là Chury, 67P/C–G, Comet 67P hoặc 67P, là một sao chổi có quỹ đạo kéo dài 6,45 năm, thời gian quay khoảng 12,4 giờ và đi với tốc độ 135.000 km/h (84.000 dặm/h). Sao chổi sẽ đến điểm cận nhật (khoảng cách tiếp cận với mặt trời gần nhất) vào ngày 13/8/2015. Giống như tất cả các sao chổi, thiên thể này được đặt tên sau khi nhà thiên văn học Liên Xô Klim Ivanovych Churyumov và Svetlana Ivanovna Gerasimenko phát hiện ra vào năm 1969. Sao chổi Churyumov-Gerasimenko là điểm đến trong nhiệm vụ Rosetta của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, bắt đầu vào ngày 2/3/2004. Ngày 6/8/2014, tàu Rosetta đã đến Churyumov-Gerasimenko và đi vào quỹ đạo vào 10/9/2014.

Ngày 12/11/2014, tàu Rosetta thả robot Philae để đổ bộ. Robot Philae là tàu thăm dò nặng 100kg nhằm đặt ra trên bề mặt với các thiết bị hạ cánh. Do khối lượng tương đối thấp, việc hạ cánh trên sao chổi sẽ liên quan đến đặc điểm kỹ thuật nhất định để giữ cho tàu Philae không bị lật. Bộ phận hạ cánh bao gồm một loạt các cơ chế được thiết kế để phù hợp với trọng lực yếu của 67P, bao gồm lao móc, động cơ đẩy, chân hạ cánh gắn ốc vít băng, và một bánh đà để ngăn chặn tàu đổ bộ lật trong khi hoạt động gần bề mặt. Trong khi đổ bộ, động cơ đẩy và lao móc không hoạt động, và các chân hạ cánh gắn ốc vít băng đã không cắm sâu xuống bề mặt sao. Tàu nảy lên nảy xuống hai lần thì mới đổ bộ thành công.

Tham khảo Iflscience, Nature, ScientificAmerican