Dự kiến vào ngày 1/10 năm nay, NASA sẽ phóng lên không một tàu thăm dò có kích cỡ ngang ngửa sân tennis tới vành đai tiểu hành tinh - khu vực nằm giữa quỹ đạo quanh Mặt Trời của Sao Hỏa và Sao Mộc.

Một khi tới được khu vực dày đặc những tàn tích còn sót lại từ thời Thái Dương Hệ còn non trẻ, tàu thăm dò sẽ tiếp cận Psyche, một tiểu hành tinh to lớn và giàu kim loại. Các nhà khoa học cho rằng đây là phần còn lại của lõi của một hành tinh hình thành từ lâu.

Được đặt tên giống với tiểu hành tinh giàu khoáng sản, tàu thăm dò Psyche sẽ dành gần 2 năm khảo sát bề mặt tiểu hành tinh để tìm hiểu cách thiên thể này đổi thay theo thời gian. Mùa hè năm ngoái, các nhà khoa học phụ trách dự án khảo sát hé lộ những gì chúng ta có thể thấy trên Pscyche.

Hình minh họa thiên thể giàu kim loại Psyche - Ảnh: MIT.

Trong báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Journal of Geophysical Research: Planets , nhóm nghiên cứu công bố bản đồ chi tiết về bề mặt tiểu hành tinh Psyche, dựa trên dữ liệu có được từ kính viễn vọng mặt đất đặt tại Chile. Bản đồ cho thấy những khu vực giàu kim loại rải rác khắp bề mặt Psyche, bên cạnh những hố sâu độc đáo; dựa vào những khác biệt giữa vành hố và những gì có trong hố, các nhà khoa học phỏng đoán những hố va chạm này chứa đầy những hạt vật chất mịn.

Nhìn chung, bề mặt tiểu hành tinh Psyche đa dạng với nhiều loại khoáng sản. Ước tính nếu được khai thác, Psyche sẽ cho ra lượng khoáng sản có trị giá 10 tỷ tỷ USD , gấp 75.000 lần nền kinh tế toàn cầu (so với số liệu năm 2019).

Phần thân của tàu thăm dò Psyche - Ảnh: MAXAR TECHNOLOGIES.

Tấm bản đồ mới cũng hé lộ một phần về quá khứ tiểu hành tinh Psyche. Những phần đất đá gồ ghề trên bề mặt Psyche có thể là vết tích của một lớp manti cổ đại - lớp vật chất có thể so sánh được với lớp vỏ Trái Đất hay Sao Hỏa, mà chúng cũng có thể là bằng chứng cho thấy Psyche đã va chạm với những thiên thể khác. Cuối cùng, những hố sâu chứa vật chất kim loại có thể là dấu hiệu cho thấy tiểu hành tinh đã phun trào nham thạch kim loại khi lõi của nó nguội dần đi.

“Bề mặt của Psyche rất giàu vật chất”, Saverio Cambioni, tác giả chính của nghiên cứu cho hay. “Nó là một bề mặt biến chuyển theo thời gian, và những tấm bản đồ này khẳng định rằng những tiểu hành tinh giàu kim loại rất thú vị và bí ẩn. Đây lại là một lý do nữa khiến chúng ta trông đợi nhiều vào sứ mệnh Psyche trong tương lai”.

Ngắm Psyche bằng những con mắt mạnh mẽ

Trong quá khứ, đã nhiều lần các nhà khoa học nỗ lực mô tả lại bề mặt của tiểu hành tinh Psyche. Các nhà nghiên cứu đã đo đạc ánh sáng phản chiếu lại từ Psyche để xác định vật chất có trên bề mặt tiểu hành tinh, tuy nhiên những nghiên cứu trước đây không thể chỉ rõ bề mặt thiên thể chứa những gì.

Trong nghiên cứu mới, Cambioni và các cộng sự đã quy tụ sức mạnh của 66 chảo ăng ten vô tuyến của hệ thống ALMA đặt tại miền Bắc Chile, và đã quan sát được Psyche với độ chi tiết chưa từng có: Mỗi điểm ảnh tương ứng với 30 kilomet bề mặt tiểu hành tinh Psyche.

Mô hình bên phải cho thấy trữ lượng kim loại có trên bề mặt tiểu hành tinh Psyche, màu đỏ đậm cho thấy khu vực rất giàu tài nguyên - Ảnh: MIT.

“Tín hiệu từ dàn ăng ten của ALMA có thể được kết hợp để tạo thành một tín hiệu tổng hợp, tương tự [hình ảnh thu được của] một kính viễn vọng có đường kính 16 kilomet”, đồng tác giả nghiên cứu Katherine de Kleer cho hay.

So sánh dữ liệu

Trong nghiên cứu mới, nhà nghiên cứu Cambioni chạy chương trình tiểu hành tinh Psyche giả lập để xem khu vực nào tương ứng với dữ liệu thu được từ ALMA, qua đó nhóm các nhà khoa học có thể chỉnh sửa chương trình giả lập cho đúng và xác định gần chính xác cấu tạo bề mặt tiểu hành tinh.

Kết quả nghiên cứu đã cho chúng ta một tấm bản đồ bề mặt tiểu hành tinh có độ chính xác cao. Dựa vào đó, nhóm khẳng định bề mặt Psyche chứa một lượng vật chất đa dạng, giàu kim loại và silicat. Bên cạnh đó, dưới đáy những hố sâu (rất có thể là những hố va chạm của thiên thạch) chứa những bể vật chất mịn, tương tự với cát trên Trái Đất.

Hình minh họa tàu thăm dò Psyche ghé thăm tiểu hành tinh Psyche - Ảnh: NASA.

“Những bể chứa vật chất mịn đã từng được phát hiện trên các tiểu hành tinh, những thiên thể có lực hấp dẫn đủ thấp để khiến những cú va chạm [với tiểu hành tinh khác] làm rung chuyển bề mặt và khiến vật liệu mịn tụ lại thành đống”, ông Cambioni nói. “Thế nhưng Psyche là một thiên thể lớn, vậy nên những vật liệu mịn đọng dưới đáy những hố sâu sẽ rất thú vị và phần nào bí ẩn”.

Đã từ lâu, NASA để tâm tới Psyche như một nguồn tài nguyên dồi dào. Nhưng trước khi lên những kế hoạch đầy tham vọng, trước hết các nhà khoa học phải biết bề mặt Psyche đang ẩn chứa những gì.

“Một trong những mục đích chính của sứ mệnh Psyche là nghiên cứu bề mặt thiển thể bằng tia gamma, quang phổ kế neutron và thiết bị chụp ảnh màu”, Simone Marchi, một chuyên viên NASA cộng tác trong sứ mệnh Psyche và không có đóng góp trong báo cáo mới, nhận định.

Theo MIT