Sao Kim có thể từng "nuốt chửng" mặt trăng của chính mình

Ảnh: Artur Plawgo/ Science Photo Library via Getty Images

Các nhà khoa học từ lâu đặt câu hỏi vì sao Sao Kim, hành tinh có kích thước, khối lượng và cấu trúc tương tự Trái Đất, lại không hề có mặt trăng. Thế nhưng một nghiên cứu mới lại trình bày một giả thuyết đáng chú ý, Sao Kim có thể đã từng sở hữu một vệ tinh, nhưng cuối cùng chính hành tinh này đã “nuốt chửng” nó.

Trước đây, một số giả thuyết cho rằng mặt trăng của Sao Kim có thể đã bị phá hủy trong một vụ va chạm lớn. Những giả thuyết khác lại cho rằng Sao Kim chưa từng trải qua một vụ va chạm đủ mạnh để hình thành mặt trăng.

Tuy nhiên, nghiên cứu được công bố trên The Astrophysical Journal cho thấy có thể không cần đến một thảm họa như vậy. Theo ông Stephen Kane, nhà vật lý thiên văn tại UCR và tác giả chính của nghiên cứu, lực hấp dẫn kết hợp với tốc độ tự quay của Sao Kim có thể đã khiến mặt trăng từ từ xoáy vào trong, sau đó va chạm với hành tinh.

Cơ chế này trái ngược với trường hợp Trái Đất - Mặt Trăng. Nhờ các tấm gương do sứ mệnh Apollo 11 để lại trên bề mặt Mặt Trăng, các nhà khoa học có thể đo chính xác khoảng cách giữa hai thiên thể. Kết quả cho thấy Mặt Trăng đang rời xa Trái Đất khoảng 4 cm mỗi năm.

Nguyên nhân là Trái Đất tự quay tương đối nhanh, hoàn thành một vòng trong khoảng 24 giờ. Năng lượng từ chuyển động quay được truyền sang Mặt Trăng, khiến vệ tinh này dần dịch chuyển ra xa.

Sao Kim lại có tốc độ tự quay cực kỳ chậm, mất khoảng 243 ngày Trái Đất để hoàn thành một vòng. Trong điều kiện như vậy, thay vì bị đẩy ra xa, một mặt trăng có thể dần mất quỹ đạo và xoáy vào phía hành tinh dưới tác động của lực hấp dẫn, cho đến khi xảy ra va chạm.

Để kiểm tra giả thuyết, ông Kane xây dựng các mô hình máy tính dựa trên vật lý về tương tác hấp dẫn giữa các thiên thể. Ông trước tiên mô phỏng hệ Trái Đất - Mặt Trăng để kiểm chứng khả năng tái hiện một hệ đã được quan sát. Sau đó, ông thay đổi tốc độ tự quay của Sao Kim và kích thước các mặt trăng giả định, với khối lượng từ một nửa đến gấp 10 lần Mặt Trăng của Trái Đất.

Trong phần lớn các mô phỏng, kết quả đều cho thấy mặt trăng cuối cùng va chạm với Sao Kim. Đặc biệt, vệ tinh càng lớn thì thời gian dẫn tới va chạm càng ngắn.

Ông Kane cho biết ông khá bất ngờ khi các kịch bản khác nhau lại cho kết quả tương đối nhất quán. Tuy nhiên, nghiên cứu không chứng minh Sao Kim thực sự từng có mặt trăng. Phát hiện chỉ cho thấy nếu một vệ tinh từng tồn tại, nó khó có thể duy trì ổn định vô thời hạn quanh một hành tinh tự quay chậm như Sao Kim.

Việc tìm kiếm dấu vết của một vụ va chạm trong quá khứ cũng không dễ dàng. Khoảng 80% bề mặt Sao Kim có độ tuổi tương đương nhau, cho thấy một quá trình tái tạo bề mặt quy mô lớn diễn ra khoảng một tỷ năm trước có thể đã xóa phần lớn dấu tích địa chất cổ xưa.

Do đó, bằng chứng có thể nằm sâu bên dưới bề mặt hành tinh. Trên Trái Đất, các nghiên cứu địa chấn đã phát hiện những cấu trúc bất thường sâu trong lòng hành tinh, được cho là có thể liên quan đến vụ va chạm khổng lồ hình thành Mặt Trăng. Những phép đo tương tự trên Sao Kim trong tương lai có thể giúp xác định liệu hành tinh này từng trải qua một sự kiện tương tự hay không.

Nếu Sao Kim từng có mặt trăng và vệ tinh này rơi xuống hành tinh, vụ va chạm có thể đã truyền một lượng lớn năng lượng và mô-men động lượng, làm thay đổi chuyển động tự quay, địa chất và khí hậu của Sao Kim. Điều này cũng có thể liên quan đến câu hỏi liệu hành tinh này từng có đại dương hoặc những điều kiện thuận lợi cho sự sống hay không.

Nghiên cứu đồng thời cũng đặt ra vấn đề rộng hơn trong việc tìm kiếm các hành tinh có khả năng duy trì sự sống ngoài Hệ Mặt Trời. Mặt Trăng của Trái Đất tạo ra thủy triều và có thể đã góp phần duy trì hoạt động địa chất, nhưng các nhà khoa học vẫn chưa xác định liệu một mặt trăng lớn có phải điều kiện cần thiết cho sự sống hay không.

Theo ông Kane, việc một hành tinh có mặt trăng có thể mang lại nhiều lợi ích, nhưng không nhất thiết là điều kiện bắt buộc để hành tinh có thể tồn tại sự sống. Ngược lại, những hành tinh tự quay chậm có thể không duy trì được vệ tinh lâu dài. Nếu mặt trăng xoáy vào bề mặt, vụ va chạm có thể làm thay đổi mạnh mẽ lịch sử tiến hóa của toàn bộ hành tinh.

Minh Nguyễn (theo Reuters)