Một nghiên cứu công bố trên tập san Earth and Planetary Science Letters khẳng định rằng Sao Hỏa ngày nay hình thành cách xa Mặt trời 1,5 lần khoảng cách hiện nay, từ vành đai tiểu hành tinh.
Tại sao Sao Hỏa và Trái Đất có vật liệu tương đồng nhưng khác nhau về thành phần cấu tạo?
Theo giả thiết chung thì Sao Hỏa hình thành gần Trái Đất từ các vật liệu tương đồng, nhưng phỏng đoán đó đưa ra một câu hỏi lớn: Tại sao 2 hành tinh lại khác nhau về thành phần cấu tạo? Khác với Trái Đất, Sao Hỏa có chứa nhiều thành phần muối silic khác biệt, nhẹ hơn, giống những gì tìm thấy trong thiên thạch.
Để giải thích lý do tại sao các nguyên tố và đồng vị trên Sao Hỏa lại khác biệt nhiều với Trái Đất, các nhà nghiên cứu từ Nhật Bản, Hoa Kỳ và Anh đã chạy mô phỏng để tìm hiểu sâu hơn về chuyển động của hành tinh Đỏ trong Hệ Mặt Trời.
Mặc dù, mô phỏng của nghiên cứu giải thích Sao Hỏa được hình thành gần Trái Đất, mô hình đó không đưa vào sự khác biệt về thành phần cấu tạo giữa hai hành tinh.
Do đó, các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến các mô phỏng với mô hình Grand Tack, mô hình đã đề xuất rằng Sao Mộc đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và cấu trúc quỹ đạo của các hành tinh bên trong.
Lý thuyết cho rằng Sao Mộc khi mới hình thành kéo một lượng lớn vật chất về phía Mặt Trời, điều này góp phần vào việc hình thành Trái Đất và Sao Kim, đồng thời đẩy vật chất ra xa khỏi Sao Hỏa. Khiến nó có khối lượng nhỏ (khoảng 11% của Trái Đất) và sự khác biệt về thành phần cấu tạo của hai hành tinh.
Trong mô phỏng Grand Tack, các nhà nghiên cứu đã thu nhập thêm thông tin về sự hình thành Sao Hỏa. Một tỷ lệ nhỏ của các mô phỏng đã cho thấy rằng Sao Hỏa hình thành xa Mặt trời nhiều hơn bây giờ và lực hấp dẫn của Sao Mộc đã đẩy Sao Hỏa vào vị trí hiện tại của nó.
Giáo sư Stephen Mojzsis của Đại học Colorado (Hoa Kỳ), đồng tác giả của nghiên cứu, không lo lắng đến xác suất thấp khi xảy ra tình huống này.
Ông nói rằng: "Xác suất thấp nghĩa là một trong hai điều: rằng chúng ta không có cơ chế vật lý tốt hơn để giải thích sự hình thành Sao Hỏa hay trong sự tổng hợp khổng lồ của các khả năng chúng ta đạt một hiện tượng mà tương đối hiếm".
Mojzsis cũng giữ quan điểm của mình, ông nói: "Hãy nhớ rằng hiếm là tương đối", khi nói đến không gian thì sự việc coi là hiếm có thể xảy ra. Khả năng nào mà Trái Đất đi qua quỹ đạo với tiểu hành tinh va chạm với Yucatan và làm cho loài khủng long bị tuyệt chủng?
Một mô hình của Hệ Mặt trời.
Mojzsis nói: "Nếu đủ thời gian, chúng ta có thể trông đợi những sự kiện này. Ví dụ, bạn có thể đạt hai số 6 nếu bạn gieo súc sắc đủ nhiều. Xác suất là 1/36 hay gần như kết quả có được khi mô phỏng về sự hình thành của Sao Hỏa."
Một kết quả có được về sự hình thành sao Hỏa ở xa hơn là nó có thể lạnh hơn so với suy nghĩ ban đầu - có lẽ là quá lạnh để nước ở dạng lỏng hay để duy trì sự sống.
Lý thuyết này dường như thách thức quan điểm cho rằng Sao Hỏa đã từng ấm hơn và ẩm ướt hơn bây giờ. Mojzsis lập luận rằng có một khoảng thời gian đầu của Sao Hỏa, nó vừa ẩm ướt hơn vừa xa hơn và đôi khi nó cũng có khoảng thời gian ấm và ẩm ướt.
Ông nói rằng: "Sự hình thành Sao Hỏa trong vành đai tiểu hành tinh diễn ra rất sớm trong lịch sử của Sao Hỏa, trước khi lớp vỏ ổn định và bầu khí quyển được thành lập".
Năm 2016, trong một bài báo Mojzsis là đồng tác giả, ông kết luận rằng cuối quá trình hình thành Sao Hỏa, nó bị bắn phá bởi các tiểu hành tinh tạo thành các vùng trũng trên bề mặt. Mojzsis cho biết những tác động to lớn như vậy có thể làm "tan băng quyển và lớp vỏ của Sao Hỏa khiến mật độ không khí tăng và khởi động lại quá trình thủy văn".
Dịch chuyển hành tinh - Giải mã được sự hành thành của các sao trong Hệ Mặt trời?
Trong khi nhiều nhà khoa học đang bắt đầu đi theo ý tưởng dịch chuyển hành tinh, nghiên cứu như vậy làm tăng những câu hỏi bổ sung về các hành tinh và sự hình thành của nó.
Thành phần cấu tạo của Sao Kim là gì và so với Trái đất thì như thế nào?
Xác nhận sự tương tự giữa Sao Kim và Trái Đất sẽ ủng hộ ý tưởng rằng, trong lý thuyết Grand Tack, Sao Mộc đẩy vật chất có sẵn để hình thành Sao Kim và Trái Đất. Nó cũng hỗ trợ lý thuyết của các nhà nghiên cứu về sự hình thành của các hành tinh trong hệ mặt trời, bao gồm cả Sao Hỏa.
Tuy nhiên, việc thiếu mẫu vật, thậm chí cả thiên thạch, từ Sao Kim khiến cho việc tìm câu trả lời càng trở nên khó khăn hơn. NASA và cơ quan vũ trụ Roscosmos của Nga đã đề xuất sứ mệnh chung của Venera-D là có thể đưa một vệ tinh lên Sao Kim vào năm 2026 để có thể mang lại một số thông tinh về hành tinh này.
Nga lên kế hoạch phóng tàu vũ trụ Venera-D lên Sao Kim năm 2026.
Mojzsis cũng chỉ ra rằng một trong những vấn đề mà chúng ta đang đối mặt là tìm hiểu những hành tinh khổng lồ được hình thành như thế nào. Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương không thể hình thành nơi mà chúng đang tồn tại vì viền ngoài Hệ Mặt trời không có đủ khối lượng để xây dựng những kẻ khổng lồ này.
Có thể những hành tinh khổng lồ được hình thành gần nhau và sau đó dịch chuyển ra xa bởi ảnh hưởng của lực hấp dẫn giữa chúng. Lý thuyết như vậy không phải là duy nhất cho hệ mặt trời của chúng ta.
Mojzsis nói rằng: "Chúng tôi biết từ những quan sát trực tiếp thông qua kính thiên văn vũ trụ Kepler và những nghiên cứu trước đó rằng sự dịch chuyển của hành tinh khổng lồ là một đặc trưng bình thường của hệ các hành tinh. Sự hình thành các hành tinh khổng lồ bao gồm sự dịch chuyển và sự dịch chuyển là do lực hấp dẫn, và chúng sẽ sớm ảnh hưởng trực tiếp đến quỹ đạo của nhau."
Công trình gần đây của Mojzsis cũng tập trung vào làm thế nào để Sao Mộc có được vị trí hiện tại và cách hình thành của nó tương ứng với sự phân tán khí và bụi từ vành đai tạo hành tinh của Mặt Trời.
Giáo sư Stephen Mojzsis của Đại học Colorado (Hoa Kỳ).
Từng chút một, các nhà khoa học đã có sự hiểu biết to lớn hơn về lịch sử của hệ Mặt trời và về bản chất của sự hình thành các hành tinh trong vùng thiên hà cạnh chúng ta.
Nguồn: Phys.org