[비즈한국] Vào ngày 27 tháng 12 năm 2024, kính thiên văn cảnh báo tiểu hành tinh tự động ATLAS ở Chile đã phát hiện ra tiểu hành tinh 2024YR4. Không lâu sau đó, nó đã thu hút sự chú ý khi có thông tin rằng khả năng va chạm với Trái Đất vào năm 2032 lên tới hơn 3%. Ban đầu, kích thước của nó được ước tính trong khoảng từ 50 đến 100m, tương đương với kích thước của tiểu hành tinh được cho là đã gây ra vụ nổ bí ẩn tại Tunguska, Siberia năm 1908. Đó thực sự là một tin tức đáng sợ, làm dấy lên nỗi lo ngại rằng Trái Đất có thể phải đối mặt với một vụ va chạm dữ dội một lần nữa.
May mắn thay, kết quả từ các đợt quan sát bổ sung liên tiếp cho thấy xác suất va chạm với Trái Đất gần như bằng 0. Tuy nhiên, thay vì Trái Đất, khả năng nó va chạm với Mặt Trăng lại tăng vọt lên 4,3%. Cuối cùng, có vẻ như 2024YR4 đang nhắm vào một trong hai, hoặc là Trái Đất hoặc là Mặt Trăng.
Đã hơn một năm trôi qua kể từ khi tiểu hành tinh này được phát hiện lần đầu. Đây là khoảng thời gian đủ ý nghĩa để theo dõi chính xác hơn quỹ đạo của một tiểu hành tinh đang di chuyển nhanh gần Trái Đất. Trong thời gian đó, quỹ đạo của 2024YR4 đã thay đổi theo thời gian thực. Liệu tiểu hành tinh này có còn nhắm vào Trái Đất và Mặt Trăng của chúng ta không?
Lý do 2024YR4 thu hút sự chú ý đặc biệt ngay từ đầu là vì thang đo Torino, vốn biểu thị mức độ nguy hiểm của các tiểu hành tinh, đã lần đầu tiên trong lịch sử tăng lên mức 3. Mặc dù không đến mức hủy diệt toàn bộ Trái Đất, nhưng đây là một sự kiện giúp chúng ta nhận ra rằng Trái Đất có thể phải đối mặt với những cuộc khủng hoảng bất ngờ vào bất cứ lúc nào. Các nhà thiên văn học lo lắng đã vội vã bắt đầu theo dõi mọi hành động của tiểu hành tinh này. Các kính thiên văn khổng lồ trên mặt đất như Gemini South hay VLT đã tranh thủ thời gian rảnh để theo dõi 2024YR4. Kết quả là một sự thật thú vị đã được hé lộ.
Khi mới phát hiện, người ta chỉ nghĩ nó có hình tròn bị móp méo đơn giản. Nhưng hình dạng được xác nhận thêm cho thấy nó phẳng hơn và giống một củ khoai tây bị ép chặt. Chúng ta có thể biết được điều này là nhờ tiểu hành tinh xoay rất nhanh. Nó tự xoay quanh trục với chu kỳ rất ngắn, khoảng 20 phút. Vì hình dạng không đối xứng, diện tích mặt cắt ngang của tiểu hành tinh nhìn từ Trái Đất cũng thay đổi theo quá trình tự quay, và độ sáng nhìn từ Trái Đất cũng thay đổi định kỳ. Thông qua đó, chúng ta có thể biết tiểu hành tinh này tròn hay méo đến mức nào.
Điều thú vị hơn là tiểu hành tinh này đang 'tự quay ngược chiều', tức là quay ngược hướng với hướng quay quanh Mặt Trời. Điều này ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh. Khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào bề mặt tiểu hành tinh, bề mặt sẽ nóng lên và tỏa nhiệt. Ở hướng ngược lại với nơi nhiệt tỏa ra, một lực đẩy nhỏ được tạo ra để đẩy tiểu hành tinh đi một cách tinh vi. Nói một cách thú vị hơn, giống như việc ánh sáng Mặt Trời quá nóng khiến nó hơi di chuyển về phía ngược lại. Đây được gọi là hiệu ứng Yarkovsky.
Thông thường, các tiểu hành tinh có hướng tự quay và hướng quay quanh Mặt Trời trùng nhau sẽ bị hiệu ứng Yarkovsky đẩy ra xa phía ngoài hệ Mặt Trời, làm quỹ đạo lớn dần lên. Tuy nhiên, 2024YR4 lại tự quay ngược chiều nên do hiệu ứng Yarkovsky, thay vì nằm ở vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, nó lại đang tiến dần vào bên trong hệ Mặt Trời. Trường hợp như thế này không hề phổ biến.
Rất may, sau khi năm 2025 trôi qua, khả năng tiểu hành tinh này va chạm với Trái Đất đã tiến dần về con số 0. Bây giờ chúng ta có lẽ đã có thể yên tâm. Thay vào đó, xác suất va chạm với Mặt Trăng từng tăng vọt lên 3~4%. Bạn có thể nghĩ rằng vì va chạm với Mặt Trăng nằm cách xa Trái Đất nên không liên quan đến chúng ta, nhưng không hẳn là vậy. Theo tính toán đơn giản, năng lượng tương đương với 6,5 triệu tấn TNT có thể nổ tung trên bề mặt Mặt Trăng. Ngay cả ban ngày, bạn cũng có thể quan sát thấy những tia sáng rực rỡ lóe lên trên bề mặt Mặt Trăng bằng mắt thường. Tất nhiên, Mặt Trăng sẽ không bị phá hủy hoàn toàn. Thay vào đó, chúng ta có thể được chiêm ngưỡng một miệng hố khổng lồ có đường kính gần 1km hình thành trên bề mặt Mặt Trăng.
Trên thực tế, vấn đề lớn hơn là các mảnh vỡ từ bề mặt Mặt Trăng bị phá hủy sẽ che khuất vùng không gian quanh Trái Đất trong một thời gian. Tới 100.000 tấn đá Mặt Trăng có thể biến thành bụi. Và gần 10% trong số đó sẽ lan ra gần Trái Đất. Việc chúng rơi trúng đầu chúng ta trên mặt đất là vô cùng hiếm. Bởi vì hầu hết chúng sẽ bốc cháy trong bầu khí quyển Trái Đất và trở thành những thiên thạch nhỏ. Tuy nhiên, đối với vệ tinh nhân tạo thì đây lại là thảm họa. Những mảnh bụi Mặt Trăng sắc nhọn đột ngột đổ xuống các tấm pin năng lượng mặt trời và thiết bị điện tử có thể gây ra sự hỗn loạn lớn. Chúng ta cũng có thể tưởng tượng tình huống hội chứng Kessler (va chạm và nổ dây chuyền các vệ tinh nhân tạo) xảy ra do các mảnh vỡ nhỏ bay đến từ Mặt Trăng.
Chúng ta cũng có thể suy nghĩ đến một nỗi lo khác. Nếu các mảnh vỡ Mặt Trăng này không rời khỏi vùng gần Trái Đất trong một thời gian dài và tiếp tục che khuất tầm nhìn của chúng ta, Trái Đất sẽ ở trong trạng thái bị che phủ bởi tro bụi núi lửa khổng lồ. Khi đó, lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu vào Trái Đất trong thời gian dài sẽ giảm đáng kể. Giống như thiết lập trong bộ phim 'Project Hail Mary', chúng ta có thể tưởng tượng một tình huống mà Mặt Trời trên bầu trời Trái Đất đột ngột tối sầm lại và khí hậu trở nên băng giá. Cuối cùng, về phía chúng ta, chỉ có thể hy vọng rằng tiểu hành tinh này sẽ lướt qua cả Trái Đất và Mặt Trăng một cách an toàn.
Rất may là kết quả quan sát bổ sung gần đây nhất từ kính thiên văn James Webb đã giúp chúng ta yên tâm hơn. Tháng 2 vừa qua, James Webb đã chụp được 2024YR4, vốn chỉ xuất hiện mờ nhạt ở giới hạn hiệu năng của kính thiên văn. Đây là bức ảnh tiểu hành tinh mờ nhất mà nhân loại từng quan sát được. Những bức ảnh chụp nhanh ở nhiều thời điểm hơn giúp hiểu đúng hơn về chuyển động của tiểu hành tinh. Nhờ đó, cuối cùng NASA đã chính thức tuyên bố rằng khả năng tiểu hành tinh này va chạm với Trái Đất cũng như Mặt Trăng đã về 0%.
Nhưng nếu, chỉ là nếu, trong trường hợp xấu nhất, tiểu hành tinh này hướng về Trái Đất hoặc Mặt Trăng, liệu chúng ta có an toàn không? Thành công của sứ mệnh DART, vốn đã cho tàu vũ trụ đâm sầm vào tiểu hành tinh đôi Dimorphos và Didymos để thử thay đổi quỹ đạo, vẫn là hy vọng duy nhất của chúng ta. Tuy nhiên, với trường hợp của 2024YR4, tình hình có thể hơi khác biệt.
Việc nó xoay nhanh như vậy mà không bị vỡ hay tan rã cho thấy các tảng đá cấu thành nên tiểu hành tinh này liên kết với nhau khá chặt chẽ. Nếu là một tiểu hành tinh được tạo thành từ những mảnh sỏi đơn thuần như Ryugu hay Bennu, thì khi xoay quanh trục với chu kỳ ngắn khoảng 20 phút, các mảnh vỡ sẽ văng tứ tung và tiểu hành tinh sẽ bị phá hủy hoàn toàn. Nhưng 2024YR4 dù kích thước nhỏ vẫn chống chọi được tốc độ tự quay nhanh. Điều đó có nghĩa nó là một tiểu hành tinh 'đá cuội' khá cứng. Nếu chẳng may rơi xuống Trái Đất, có thể dự đoán sức công phá sẽ rất đáng kể.
Tuy nhiên, điều này cũng cho thấy tiểu hành tinh này có độ bền nội tại đáng kể. Nghĩa là, nếu thiên thể này là một đống đổ nát (rubble pile) đơn thuần như Ryugu hay Bennu, thì khi xoay nhanh như vậy, nó đã phải tan nát từ lâu rồi. Thế nhưng, việc nó vẫn duy trì là một khối thống nhất dù tự quay nhanh có nghĩa nó là một khối đá đơn nhất có mật độ và độ bền kéo tương đối cao.
Vậy nó được cấu tạo từ gì? Hiện tại, có vẻ như nó có khả năng là loại S giàu silicat hoặc loại K tương đối giàu hợp chất carbon. Trong trường hợp này, việc nắm bắt thành phần, mật độ và loại hình là rất quan trọng. Bởi vì nếu chúng ta thực sự ở trong tình huống phải thay đổi quỹ đạo của thiên thể này, ví dụ như phải đâm một thứ gì đó vào như nhiệm vụ DART của NASA, thì chúng ta cần biết vật thể đó cấu tạo từ gì để dự đoán quỹ đạo sẽ thay đổi ra sao.
Điều mà các nhà nghiên cứu muốn biết không chỉ là quỹ đạo tiềm năng. Họ còn muốn biết chính xác thiên thể này đến từ đâu. Tức là muốn biết nó đến từ vành đai tiểu hành tinh hay một nơi nào hoàn toàn khác.
Trên thực tế, bây giờ chúng ta có thể nhìn thấy bản đồ 3D hiển thị quỹ đạo đã biết của thiên thể này. Bản đồ đó cho thấy vật thể này chủ yếu đến từ đâu đó giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Nói chính xác hơn, nó có vẻ đến từ phần trung tâm của vành đai tiểu hành tinh. Đối với các nhà thiên văn học, điểm này hơi bất thường. Bởi vì thông thường, các tiểu hành tinh cắt ngang quỹ đạo Trái Đất thường đến từ vùng trong của vành đai tiểu hành tinh, gần Sao Hỏa hơn nhiều.
Do đó, có khả năng vị trí của tiểu hành tinh này đã bị thay đổi do tương tác trọng lực với Sao Mộc và đẩy về phía chúng ta. Sao Mộc thường được gọi là người bảo vệ Trái Đất. Bởi vì nó quét sạch nhiều tảng đá nguy hiểm và thay đổi quỹ đạo của nhiều sao chổi để chúng không va chạm với Trái Đất. Nhưng trong trường hợp này, có vẻ như nó đã làm điều gần như ngược lại. Nó hoạt động như một cú sút bằng trọng lực, ném YR4 về đúng hướng Trái Đất.
Tuy nhiên, nhờ vào đặc điểm tự quay, chúng ta biết thêm một chút về thiên thể này. Tiểu hành tinh này dường như đang 'tự quay ngược chiều'. Tức là nó đang quay theo hướng ngược với chiều chuyển động quanh Mặt Trời. Điều này cho thấy thiên thể này đã di chuyển từ trung tâm vành đai tiểu hành tinh vào bên trong do hiệu ứng Yarkovsky.
Hiệu ứng Yarkovsky là hiện tượng ánh sáng Mặt Trời sau khi chạm vào bề mặt vật thể được tái phát xạ thành nhiệt, tạo ra lực đẩy cực nhỏ, kết quả là quỹ đạo thay đổi dần dần qua hàng triệu, hàng chục triệu năm. Trên thực tế, hiện tượng này xảy ra ở hầu hết các tiểu hành tinh. Đây chính là lý do chính khiến việc dự đoán quỹ đạo tiểu hành tinh trở nên khó khăn. Bởi vì Mặt Trời làm thay đổi quỹ đạo của chúng từng chút một trong thời gian dài.
Được rồi. Với điều này, chúng ta đã nắm được cơ bản về tảng đá này là gì và nó đến từ đâu. Vậy thì điểm đến cuối cùng của thiên thể này là đâu? Trái Đất, Mặt Trăng, hay là không nơi nào cả?
Ít nhất là hiện tại, cả Mặt Trăng và Trái Đất đều an toàn. Ít nhất là xét về khía cạnh mối đe dọa vũ trụ giữa các hành tinh. Vì vậy, chúng ta chỉ cần lo lắng về những vấn đề vốn đã tồn tại trên Trái Đất.
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Yêu mèo và vũ trụ. Từ khi xem 'Galaxy Express 999' thời thơ ấu, anh đã có ước mơ phổ biến vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện là giáo sư trợ lý tại Khoa Nghiên cứu Tự do, Đại học Sejong, anh đang thực hiện nhiều hoạt động truyền thông khoa học khác nhau như giảng dạy và viết lách. Anh đã viết các cuốn sách như 'Mỗi ngày một mảnh vũ trụ', 'Các nhà khoa học trong vũ trụ đầy sao', 'Không thể đi nhưng có thể biết', 'Những câu hỏi kỳ lạ xuất hiện khi nhìn vào vũ trụ', và dịch các cuốn sách như 'Hướng dẫn cho người quá giang đi du lịch vũ trụ thực thụ', 'Tại sao tôi lại giết sao Diêm Vương', 'Quantum Life', 'Cosmigraphics'.