Tàu Europa Clipper giải mã bí ẩn của sao chổi từ ngoài hệ mặt trời

3 giờ trướcBài gốc

Vào tháng 11 năm 2025, sử dụng Máy quang phổ Tử ngoại (UVS) hiện đại do Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) dẫn đầu, Europa Clipper đã ghi lại được những dữ liệu "độc nhất vô nhị" về sao chổi 3I/ATLAS. Đây là vật thể thứ ba trong lịch sử nhân loại được xác nhận có nguồn gốc từ một hệ sao khác, đang lang thang xuyên qua hệ mặt trời của chúng ta.

Tàu Europa Clipper

Điều khiến khám phá này trở nên vô giá là Europa Clipper đã quan sát vị khách liên sao này vào đúng thời điểm "điểm mù", khi các điểm quan sát trên trái đất và sao Hỏa đều bất lực do điều kiện quan sát khắc nghiệt. Những dữ liệu thu được không chỉ lấp đầy khoảng trống thông tin mà còn cung cấp manh mối quan trọng về cấu tạo hóa học và nguồn gốc của các thiên thể hình thành từ những hệ sao xa lạ.

Lấp đầy "khoảng trống quan sát": Góc nhìn ngược sáng độc đáo và cơ duyên của khoa học

Sứ mệnh của Europa Clipper, được phóng đi vào năm 2024, vốn dĩ có mục tiêu tối thượng là đến hệ thống sao Mộc vào năm 2030 để nghiên cứu mặt trăng Europa, nơi được cho là có đại dương ngầm và tiềm năng duy trì sự sống. Tuy nhiên, vũ trụ luôn chứa đựng những bất ngờ thú vị. Vào tháng 7.2025, khi sao chổi 3I/ATLAS được phát hiện và xác nhận là một thiên thể liên sao (interstellar object), cộng đồng thiên văn học thế giới đã vô cùng phấn khích. Nhưng niềm vui đó đi kèm với một thách thức lớn: quỹ đạo của sao chổi này đưa nó vào những vị trí cực kỳ khó quan sát.

Chỉ vài ngày sau khi sao chổi được phát hiện, các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA đã tính toán quỹ đạo di chuyển của nó. Họ nhanh chóng nhận ra một sự trùng hợp ngẫu nhiên đầy may mắn: tàu vũ trụ Europa Clipper sẽ ở một vị trí lý tưởng trong không gian để quan sát 3I/ATLAS vào tháng 11 năm 2025.

Đây là thời điểm "vàng" bởi khi đó, sao chổi nằm ở vị trí quá gần mặt trời nếu nhìn từ Trái đất, khiến ánh sáng chói lòa che khuất mọi nỗ lực quan sát. Trong khi đó, cơ hội quan sát tốt nhất từ sao Hỏa cũng đã trôi qua từ cuối tháng 9. Europa Clipper, giống như một nhiếp ảnh gia đơn độc giữa sa mạc vũ trụ, trở thành "con mắt" duy nhất có thể theo dõi hành trình của vị khách lạ này.

Điểm đặc biệt nhất trong lần quan sát này không chỉ nằm ở thời điểm, mà còn ở góc nhìn hình học (geometry). Do vị trí của mình nằm gần Mặt trời hơn so với sao chổi tại thời điểm đó, Europa Clipper đã có một góc nhìn "downstream" (xuôi dòng) hiếm gặp. Thông thường, từ trái đất, chúng ta thường quan sát sao chổi từ bên hông hoặc góc nghiêng. Nhưng lần này, thiết bị UVS của tàu đã nhìn sao chổi từ phía "sau lưng", hướng thẳng về phía nhân và vùng coma (đám mây khí bao quanh nhân).

Góc nhìn này cực kỳ quan trọng để giải mã cấu trúc đuôi sao chổi. Sao chổi thường có hai đuôi riêng biệt: đuôi bụi (dust tail) rải rác theo quỹ đạo di chuyển và đuôi plasma (plasma tail) luôn hướng ra xa mặt trời do gió mặt trời thổi. Việc nhìn từ phía sau giúp các nhà khoa học bóc tách lớp lang của hai loại đuôi này một cách chi tiết. Thú vị hơn, trong cùng thời điểm, tàu thăm dò JUICE của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cũng đang hướng về sao Mộc và quan sát 3I/ATLAS từ một góc độ truyền thống hơn (anti-sunward).

Máy quang phổ tử ngoại (UVS) do Viện Nghiên cứu Tây Nam (Southwest Research Institute) dẫn đầu, được trang bị trên tàu vũ trụ Europa Clipper của NASA, đã thực hiện những quan sát quý giá về sao chổi liênstellar 3I/ATLAS trong giai đoạn khó quan sát từ các điểm quan sát trên sao Hỏa và trái đất, bằng cách quan sát hai đuôi của nó từ giữa hướng di chuyển của chúng.

Sự kết hợp dữ liệu giữa Europa Clipper và JUICE tạo nên một cái nhìn đa chiều, giúp các nhà nghiên cứu ghép nối bức tranh toàn cảnh về hình học không gian của sao chổi này một cách chính xác nhất. Tiến sĩ Kurt Retherford từ SwRI, điều tra viên chính của thiết bị Europa-UVS, đã không giấu được sự hào hứng: "Chúng tôi rất vui mừng vì cơ hội quan sát mục tiêu này là hoàn toàn bất ngờ. Những quan sát của chúng tôi đã cho phép có một cái nhìn độc đáo và đầy sắc thái về sao chổi".

Manh mối về nguồn gốc từ một hệ sao xa lạ

Nếu như vị trí địa lý giúp Europa Clipper nhìn thấy hình dáng, thì thiết bị UVS (máy quang phổ tử ngoại) giúp nó "ngửi" và "nếm" được thành phần hóa học của 3I/ATLAS. UVS vốn được thiết kế để săn tìm các luồng khí phun ra từ mặt trăng Europa và phân tích bầu khí quyển mỏng manh của nó, nhưng độ nhạy tuyệt vời của thiết bị này đã phát huy tác dụng tối đa với sao chổi liên sao.

Trong vũ trụ, ánh sáng tử ngoại là chìa khóa để nhận diện các nguyên tố. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào sao chổi, nó kích thích các nguyên tử và phân tử phát sáng ở các bước sóng đặc trưng. Tiến sĩ Retherford giải thích: "Europa-UVS đặc biệt xuất sắc trong việc đo lường các sự chuyển đổi cơ bản từ nguyên tử và phân tử. Chúng tôi có thể thấy các loại khí thoát ra khỏi sao chổi, và các phân tử nước vỡ ra thành các nguyên tử hydro và oxy".

Kết quả phân tích quang phổ đã phát hiện ra các dấu hiệu rõ ràng của oxy, hydro và các vật chất liên quan đến bụi. Sự hiện diện của hydro và oxy là bằng chứng đanh thép cho thấy sao chổi này chứa một lượng nước đáng kể, và nước này đang bị phân tách dưới tác động của bức xạ Mặt trời.

Các dữ liệu này củng cố các bằng chứng khác cho thấy 3I/ATLAS đã trải qua một giai đoạn "thoát khí" (outgassing) dữ dội ngay sau khi nó đi qua điểm cận nhật (điểm gần mặt trời nhất). Sức nóng từ ngôi sao của chúng ta đã đánh thức vật thể băng giá này sau hàng triệu năm ngủ đông trong không gian giữa các vì sao, khiến nó phun trào khí và bụi mạnh mẽ.

Việc đo lường chi tiết các chủng loại nguyên tử này không chỉ là một bài tập hóa học đơn thuần. Nó mang ý nghĩa sâu sắc về nguồn gốc vũ trụ. Tiến sĩ Tracy Becker, đồng phó điều tra viên chính của Europa-UVS, đặt ra những câu hỏi lớn: "Hiểu được thành phần của sao chổi và mức độ dễ dàng mà các khí này được phát thải có thể cho chúng ta cái nhìn rõ hơn về nguồn gốc của sao chổi và cách nó có thể đã tiến hóa trong quá trình di chuyển từ nơi khác trong thiên hà đến hệ mặt trời của chúng ta".

Mỗi hệ sao trong vũ trụ có thể có những điều kiện hình thành khác nhau. Liệu "nước" trên 3I/ATLAS có giống với nước trên trái đất hay các sao chổi trong hệ mặt trời của chúng ta? Tỷ lệ các chất hóa học và bụi có cho thấy sự tương đồng trong quy trình hình thành hành tinh ở các hệ sao khác hay không?

Những dữ liệu từ Europa Clipper đang giúp các nhà khoa học so sánh trực tiếp "công thức hóa học" của hệ mặt trời với một hệ sao xa lạ nào đó. Nếu các quy trình hóa học là tương tự, điều đó gợi ý rằng sự hình thành của hệ mặt trời và có thể là sự sống, không phải là một hiện tượng độc nhất vô nhị mà là một quy luật phổ biến trong vũ trụ.

Sự kiện quan sát 3I/ATLAS là một minh chứng cho thấy giá trị của các sứ mệnh không gian dài hạn. Dù mục tiêu chính là Europa, nhưng khả năng linh hoạt và công nghệ tiên tiến của tàu vũ trụ đã cho phép nhân loại nắm bắt những cơ hội thoáng qua nhưng vô giá. Khi Europa Clipper tiếp tục hành trình đến năm 2030, nó không chỉ mang theo hy vọng giải mã mặt trăng của sao Mộc, mà giờ đây còn mang theo những bí mật từ một nơi nào đó rất xa xăm, vượt ra ngoài ranh giới của ngôi nhà hệ mặt trời chúng ta.

Bùi Tú

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/tau-europa-clipper-giai-ma-bi-an-cua-sao-choi-tu-ngoai-he-mat-troi-242938.html