Kính viễn vọng Không gian Hubble đã ghi lại những hình ảnh chưa từng có về quá trình phân mảnh của sao chổi C/2025 K1 (ATLAS) trong quá trình nó đi qua khu vực bên trong hệ mặt trời. Hiện tượng này xảy ra bất ngờ trong khoảng thời gian từ ngày 8 đến ngày 10 tháng 11 năm 2025, ngay sau khi thiên thể đạt đến điểm cận nhật. Điểm này thể hiện khoảng cách gần nhất với Mặt trời, nằm trong quỹ đạo của hành tinh Sao Thủy. Quan sát chi tiết đã ghi lại giai đoạn phân rã ban đầu của lõi băng giá, cho thấy các đặc điểm vật lý mà thiết bị trên mặt đất không thể phát hiện rõ ràng.
Việc phát hiện này xảy ra một cách tình cờ, do những hạn chế về mặt kỹ thuật đã buộc nhóm các nhà thiên văn học tại Đại học Auburn phải thay đổi mục tiêu nghiên cứu ban đầu của họ. Việc thay đổi kế hoạch dẫn đến việc ghi lại một sự kiện thiên văn hiếm gặp. Các nhà khoa học đã có thể phân tích cấu trúc bên trong của sao chổi trước khi bức xạ mặt trời và bụi không gian che khuất các mảnh vỡ mới lộ ra. Chance đã biến một quan sát thường lệ thành một cột mốc quan trọng đối với vật lý thiên văn đương đại.
Thay đổi mục tiêu dẫn đến khám phá khoa học chi tiết
Các nhà nghiên cứu do Dennis Bodewits và John Noonan dẫn đầu đã xác định được cấu trúc bất thường một ngày sau khi thiết bị STIS thu được những hình ảnh đầu tiên. Thiết bị trên Kính viễn vọng Không gian Hubble thực hiện phơi sáng 20 giây hàng ngày trong ba ngày liên tiếp. Các bức ảnh cho thấy vật thể chính đã bị chia thành ít nhất 4 phần riêng biệt. Độ phân giải quang học tiên tiến cho phép đếm chính xác các mảnh lớn hơn.
Mỗi khối mới đã phát triển tình trạng hôn mê riêng, một đám mây khí và bụi riêng biệt bao quanh lõi. Các đài quan sát trên trái đất chỉ có thể nhìn thấy những điểm khuếch tán không có định nghĩa hình học trong cùng một vùng không gian. Công suất cao của kính thiên văn quay quanh quỹ đạo là điều cần thiết để phân tách các bộ phận một cách trực quan. Các nhà thiên văn học có thể theo dõi hành vi động của từng mảnh trong chân không.
Sao chổi ở cách Trái đất 400 triệu km vào thời điểm chụp ảnh. Vật thể được chiếu về phía chòm sao Song Ngư. Quỹ đạo hiện tại cho thấy thiên thể tiếp tục quỹ đạo rời xa Mặt trời. Các tính toán thiên văn xác nhận rằng các mảnh vụn sẽ không quay trở lại bên trong hệ mặt trời. Hiện tượng này không gây ra bất kỳ loại rủi ro nào cho hành tinh của chúng ta.
Trình tự thời gian phân rã và đặc điểm vật lý của hạt nhân
Phân tích các hình ảnh cho phép chúng tôi xây dựng lại dòng thời gian về sự sụp đổ cấu trúc của thiên thể. Dữ liệu chỉ ra rằng quá trình vỡ bắt đầu khoảng tám ngày trước khi Kính viễn vọng Không gian Hubble hướng thấu kính của nó vào khu vực. Áp lực hấp dẫn cực độ đóng vai trò là nguyên nhân chính gây ra sự vỡ. Cú sốc nhiệt tạo ra khi Sao Thủy tiếp cận quỹ đạo của Sao Thủy đã đẩy nhanh quá trình phân mảnh băng.
Các nhà thiên văn học có thể xác định các đặc tính vật lý của vật thể trước và trong sự kiện phân mảnh không gian dựa trên các phép đo ánh sáng và quỹ đạo:
- Lõi ban đầu có đường kính ước tính khoảng 8 km trước khi bị vỡ chính.
- Sự tách rời các khối băng và đá xảy ra ngay sau thời điểm nhiệt mặt trời tăng mạnh nhất.
- Một trong những mảnh nhỏ hơn duy trì quá trình phân chia liên tục trong cửa sổ quan sát.
- Các mảnh đi theo quỹ đạo tương tự khi chúng dần dần rời xa nhau trong không gian.
Những quan sát trước đây về các sự kiện tương tự thường xảy ra vài tuần hoặc thậm chí vài tháng sau vụ tai nạn đầu tiên. Việc ghi lại gần như ngay lập tức về sao chổi C/2025 K1 (ATLAS) mang đến cơ hội chưa từng có để nghiên cứu vật lý bề mặt sao chổi. Thời gian chính xác cần thiết để một lớp bụi mới hình thành đã có thể đo lường được. Các nhà khoa học hiện có dữ liệu thực tế để hiệu chỉnh các mô hình lý thuyết của họ.
Độ trễ về độ sáng và độ phơi sáng của vật liệu chính
Một trong những hiện tượng hấp dẫn nhất được nhóm Đại học Auburn ghi lại liên quan đến khoảng thời gian giữa sự phân hủy vật lý và sự tăng độ sáng của vật thể. Vật liệu bên trong mới lộ ra chủ yếu bao gồm đá tươi. Chất này phản chiếu lượng ánh sáng mặt trời nhỏ hơn so với bụi khô tích tụ ở lớp vỏ bên ngoài. Độ sáng có thể phát hiện được của Trái đất biểu hiện chậm.
Độ sáng chỉ tăng khi băng nguyên chất bắt đầu thăng hoa dưới tác dụng của nhiệt. Sự giải phóng các hạt rắn khuếch đại sự phản xạ ánh sáng. Một hướng nghiên cứu khác cho thấy năng lượng nhiệt dần dần xuyên qua bề mặt hạt nhân. Sự gia nhiệt lũy tiến làm tăng áp suất bên trong của khí. Quá trình này tiếp tục cho đến khi lớp bảo vệ bên ngoài bị đứt.
Các thiên thể như C/2025 K1 (ATLAS) hoạt động như những viên nang thời gian lưu trữ vật liệu từ quá trình hình thành hệ mặt trời. Nguồn gốc có niên đại khoảng 4,6 tỷ năm. Sự phân mảnh loại bỏ lớp vỏ bị biến đổi bởi bức xạ vũ trụ và làm lộ ra các hợp chất hóa học ở trạng thái ban đầu. Các phép đo sơ bộ chỉ ra rằng sao chổi cụ thể này có hàm lượng carbon thấp hơn mức trung bình được ghi nhận cho các vật thể khác trong cùng loại.
Các bước tiếp theo trong nghiên cứu với các thiết bị quỹ đạo
Nhóm khoa học có kế hoạch sử dụng dữ liệu thu thập được để cải tiến các mô hình toán học về độ bền cơ học và nhiệt của hạt nhân sao chổi. Kính viễn vọng Không gian Hubble sẽ tiếp tục đóng vai trò trung tâm trong giai đoạn phân tích này. Các nhà nghiên cứu dự định áp dụng các thiết bị STIS và COS để thực hiện các phân tích quang phổ chuyên sâu. Mục tiêu là xác định thành phần hóa học chính xác của các mảnh phân tán.
Việc nghiên cứu thành phần bên trong giúp phân biệt các vật liệu thực sự nguyên thủy với những vật liệu đã trải qua quá trình biến đổi thông qua quá trình tiến hóa. Sự khan hiếm carbon được phát hiện trong các bài đọc đầu tiên cho thấy có nguồn gốc đặc biệt. Vật thể đó có thể đã hình thành ở một vùng khác của đám mây nguyên thủy. Một giả thuyết khác chỉ ra một quá trình tiến hóa hóa học khác biệt so với các tiến hóa khác trong hàng tỷ năm trong không gian sâu thẳm.
Cơ hội dẫn đến việc quan sát sao chổi C/2025 K1 (ATLAS) củng cố tầm quan trọng của việc duy trì các chương trình giám sát thiên văn liên tục. Thiết bị công suất cao đảm bảo những khám phá không lường trước được. Tính linh hoạt trong việc tái sử dụng các dụng cụ phức tạp cho phép khoa học nắm bắt được các hiện tượng nhất thời. Thiên thể bị phân mảnh hiện tiếp tục hành trình ra khỏi hệ mặt trời, để lại một khối lượng dữ liệu khổng lồ cho quá trình xử lý trên mặt đất.