Khám phá mới từ UMD: Các hệ tiểu hành tinh kép không ngừng trao đổi vật chất

Một nghiên cứu đột phá từ Đại học Maryland (UMD) đã thách thức quan niệm truyền thống về không gian như một môi trường tĩnh lặng. Kết quả cho thấy các hệ tiểu hành tinh kép, vốn chiếm khoảng 15% các vật thể gần Trái Đất, thực chất là những cấu trúc cực kỳ năng động với quá trình trao đổi vật chất diễn ra liên tục. Nghiên cứu được công bố vào ngày 6 tháng 3 năm 2026 trên tạp chí The Planetary Science Journal, chỉ ra rằng sự tương tác giữa các thành phần trong cặp tiểu hành tinh không chỉ dựa trên cân bằng trọng lực. Thay vào đó, chúng thực hiện một quá trình trao đổi bụi và các mảnh vụn đá một cách nhẹ nhàng thông qua những va chạm ở tốc độ thấp, dẫn đến sự biến đổi không ngừng của bề mặt các thiên thể này.

Những bằng chứng then chốt được rút ra từ việc phân tích các đoạn video do tàu vũ trụ DART của NASA ghi lại vào năm 2022, ngay trước thời điểm thực hiện cú đâm lịch sử vào tiểu hành tinh Dimorphos. Giáo sư Jessica Sunshine cùng các đồng nghiệp đã phát hiện những dải sáng rực rỡ có hình quạt trên bề mặt của Dimorphos. Sau khi áp dụng các thuật toán xử lý kỹ thuật số của Tony Farnham và Juan Rizos để lọc bỏ các hiệu ứng ánh sáng, những dải này được xác định là minh chứng rõ nét cho sự di cư tự nhiên của vật chất từ thiên thể lớn hơn là Didymos sang vệ tinh của nó. Giáo sư Sunshine đã ví quá trình này như những "quả cầu tuyết vũ trụ" va chạm với tốc độ chỉ khoảng 30,7 cm mỗi giây, một vận tốc cực thấp giải thích tại sao không có các hố va chạm lớn được hình thành.

Phân tích này cũng cung cấp bằng chứng trực quan đầu tiên về hiệu ứng Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP). Dưới tác động nhiệt từ ánh sáng Mặt Trời, tiểu hành tinh Didymos bị thúc đẩy quay nhanh hơn, khiến vật chất trên bề mặt bị văng ra ngoài không gian. Việc phát triển mô hình ba chiều của vệ tinh bởi các nhà nghiên cứu tại UMD, bao gồm Harrison Agrusa, đã xác nhận rằng các cấu trúc hình quạt tập trung dọc theo đường xích đạo của Dimorphos – đúng như dự đoán về vùng lắng đọng mảnh vụn từ Didymos. Cơ chế này đã được kiểm chứng thực nghiệm bởi nhóm của Esteban Wright tại Viện Khoa học Vật lý và Công nghệ thuộc UMD thông qua các mô phỏng sử dụng sỏi và cát, sau đó được xác minh thêm bằng mô hình máy tính tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore.

Khám phá này mang ý nghĩa nền tảng cho chiến lược phòng thủ hành tinh, khi các nhà khoa học giờ đây phải tính đến sự trao đổi khối lượng chậm nhưng liên tục trong các hệ nhị phân năng động. Song song với đó, một công bố khác vào ngày 6 tháng 3 năm 2026 trên tạp chí Science Advances cho thấy cú va chạm của DART đã làm dịch chuyển quỹ đạo chung của hệ Didymos-Dimorphos quanh Mặt Trời khoảng 0,15 giây trong chu kỳ 770 ngày. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử, hoạt động của con người làm thay đổi quỹ đạo nhật tâm của một thiên thể. Sự thay đổi này được tăng cường đáng kể nhờ lượng mảnh vụn bắn ra sau va chạm, giúp nhân đôi xung lực tác động ban đầu.

Để nghiên cứu sâu hơn hiện tượng này, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã triển khai sứ mệnh Hera, được phóng vào ngày 7 tháng 10 năm 2024 từ Mũi Canaveral bằng tên lửa Falcon 9. Là sứ mệnh đầu tiên trong Chương trình An ninh Vũ trụ của ESA, Hera dự kiến sẽ tiếp cận hệ Didymos vào tháng 11 năm 2026 để thực hiện khảo sát địa hình chi tiết sau va chạm. Điều này sẽ giúp biến thí nghiệm DART thành một kỹ thuật phòng thủ Trái Đất có thể lặp lại và nghiên cứu kỹ lưỡng. Tiểu hành tinh Didymos (65803) có đường kính khoảng 780 mét, trong khi vệ tinh Dimorphos của nó rộng 151 mét, tương đương với kích thước của Đại kim tự tháp Giza. Hệ thống Didymos vốn không gây nguy hiểm cho Trái Đất, khiến nó trở thành đối tượng hoàn hảo cho các thử nghiệm quỹ đạo này.