Tìm thấy hai thiên thạch từ hành tinh bí ẩn nhất hệ mặt trời

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng hai thiên thạch được tìm thấy ở sa mạc Sahara ban đầu có thể đến từ Sao Thủy, điều này khiến chúng trở thành những mảnh vỡ đầu tiên được xác định của hành tinh trong cùng của hệ mặt trời.
Hình ảnh một mảnh vỡ của Ksar Ghilane 022, một thiên thạch được tìm thấy ở sa mạc Sahara vào năm 2023 mà các tác giả của một nghiên cứu mới nghi ngờ có thể đến từ hành tinh Sao Thủy. (Ảnh:Jared Collins)

Là hành tinh đá ít được nghiên cứu và bí ẩn nhất trong hệ Mặt Trời, Sao Thủy nằm rất gần Mặt Trời đến mức ngay cả tàu thăm dò cũng khó có thể khám phá. Cho đến nay, chỉ có hai tàu vũ trụ không người lái đã đến thăm hành tinh này: Mariner 10 , phóng năm 1973, và MESSENGER , phóng năm 2004. Tàu thứ ba, BepiColombo, đang trên đường đến và dự kiến sẽ đi vào quỹ đạo quanh hành tinh này vào cuối năm 2026.

Các nhà khoa học biết rất ít về địa chất và thành phần của Sao Thủy, và họ chưa bao giờ có thể nghiên cứu một mảnh vỡ nào của hành tinh này rơi xuống Trái Đất dưới dạng thiên thạch. Ngược lại, có hơn 1.100 mẫu vật đã biết từ Mặt Trăng và Sao Hỏa trong cơ sở dữ liệu của Hiệp hội Thiên thạch, một tổ chức chuyên lập danh mục tất cả các thiên thạch đã biết.

1.100 thiên thạch này có nguồn gốc từ các mảnh vỡ bắn ra từ bề mặt Mặt Trăng và Sao Hỏa trong quá trình va chạm với các tiểu hành tinh trước khi đến Trái Đất sau hành trình qua không gian.

Không phải hành tinh nào cũng có khả năng phóng ra các mảnh vỡ của chính nó về phía Trái Đất trong các vụ va chạm. Mặc dù Sao Kim gần chúng ta hơn Sao Hỏa, lực hấp dẫn lớn hơn và bầu khí quyển dày đặc của nó có thể ngăn cản các mảnh vỡ va chạm được phóng ra. Tuy nhiên, một số nhà thiên văn học tin rằng Sao Thủy có khả năng tạo ra thiên thạch.

Ben Rider-Stokes, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về thiên thạch achondrite tại Đại học Mở của Vương quốc Anh và là tác giả chính của một nghiên cứu về thiên thạch Sahara được công bố vào tháng 6 trên tạp chí Icarus, cho biết: "Dựa trên số lượng thiên thạch Mặt Trăng và Sao Hỏa, chúng ta sẽ có khoảng 10 thiên thạch Sao Thủy, theo mô hình động lực học. Tuy nhiên, Sao Thủy gần Mặt Trời hơn rất nhiều, vì vậy bất cứ thứ gì bị đẩy ra khỏi Sao Thủy cũng phải thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt Trời để đến được Trái Đất. Về mặt động lực học, điều này hoàn toàn có thể, chỉ là khó hơn rất nhiều. Cho đến nay, chưa ai tự tin xác định được một thiên thạch nào từ Sao Thủy".

Theo Rider-Stokes, nếu hai thiên thạch được tìm thấy vào năm 2023, được đặt tên là Northwest Africa 15915 (NWA 15915) và Ksar Ghilane 022 (KG 022), được xác nhận là từ Sao Thủy, chúng sẽ thúc đẩy đáng kể hiểu biết của các nhà khoa học về hành tinh này. Tuy nhiên, ông và các đồng tác giả là những người đầu tiên cảnh báo về một số điểm không nhất quán trong việc so sánh những thiên thạch đó với những gì các nhà khoa học biết về Sao Thủy.

Điều quan trọng nhất là các mảnh vỡ dường như đã hình thành sớm hơn bề mặt Sao Thủy khoảng 500 triệu năm. Tuy nhiên, theo Rider-Stokes, phát hiện này có thể dựa trên những ước tính không chính xác, khiến cho việc đánh giá kết luận trở nên khó có thể xảy ra. Tuy nhiên, vẫn có một số manh mối về thành phần cho thấy các thiên thạch này có thể có liên hệ với hành tinh gần mặt trời nhất.

Phần lớn những gì chúng ta biết về bề mặt và thành phần của Sao Thủy đến từ tàu thăm dò MESSENGER của NASA, tàu đã đánh giá thành phần lớp vỏ của hành tinh này từ quỹ đạo. Cả hai thiên thạch trong nghiên cứu, được Rider-Stokes phân tích bằng nhiều thiết bị, bao gồm kính hiển vi điện tử, đều chứa olivin và pyroxen, hai khoáng chất nghèo sắt đã được MESSENGER xác nhận có mặt trên Sao Thủy.

Phân tích mới cũng cho thấy hoàn toàn không có sắt trong các mẫu đá vũ trụ, điều này phù hợp với giả định của các nhà khoa học về bề mặt hành tinh. Tuy nhiên, các thiên thạch chỉ chứa một lượng nhỏ plagioclase, một khoáng chất được cho là chiếm ưu thế trên bề mặt Sao Thủy .

Tuy nhiên, điểm chưa chắc chắn lớn nhất vẫn là tuổi của các thiên thạch. "Chúng có tuổi đời khoảng 4,5 tỷ năm", Rider-Stokes nói, "và phần lớn bề mặt Sao Thủy chỉ khoảng 4 tỷ năm tuổi, vậy nên có sự chênh lệch 500 triệu năm".

Sean Solomon, nhà nghiên cứu chính của sứ mệnh MESSENGER của NASA tới Sao Thủy, cho biết ông tin rằng hai thiên thạch được mô tả trong bài báo gần đây có khả năng không có nguồn gốc từ Sao Thủy.

Lý do chính mà Solomon nêu ra cho những nghi ngờ của mình là các thiên thạch hình thành sớm hơn nhiều so với ước tính tốt nhất về độ tuổi của các loại đá hiện có trên bề mặt Sao Thủy. Tuy nhiên, ông cho biết ông tin rằng các mẫu vật này vẫn có giá trị nghiên cứu.