Phân tích mới cho thấy sao chổi liên sao 3I/Atlas có thể có độ tuổi ấn tượng, có niên đại khoảng 10 đến 12 tỷ năm. Thành phần độc đáo của nó khác với bất kỳ vật liệu nào khác được quan sát cho đến nay trong Hệ Mặt trời, như chi tiết trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.
Martin Cordiner, nhà khoa học hành tinh và nhà hóa học thiên văn tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, đặt tại Greenbelt, Maryland, Hoa Kỳ, giải thích: Thiên thể này có lẽ đại diện cho vật thể lâu đời nhất từng được ghi nhận khi di chuyển qua hệ thống sao của chúng ta. Cordiner là một trong những nhà nghiên cứu chính tham gia vào nghiên cứu gần đây này.
Những khám phá về thành phần hóa học bất thường của 3I/Atlas
Nghiên cứu chỉ ra rằng sao chổi 3I/Atlas có nguồn gốc từ môi trường lạnh hơn nhiều, với nhiệt độ khoảng -243 độ C. Kịch bản này khác biệt đáng kể so với các điều kiện phổ biến trong quá trình hình thành Trái đất và các vật thể khác trong Hệ Mặt trời của chúng ta, xảy ra khoảng 4,5 tỷ năm trước.
Với đường kính ước tính khoảng 2,6 km, vật thể thiên văn này đã vượt qua khoảng cách rất xa sau khi bị đẩy ra khỏi hệ hành tinh ban đầu bởi các cơ chế vẫn đang được nghiên cứu.
Cordiner cho biết: “Trước đây chúng tôi chưa bao giờ quan sát thấy một thiên thể có đặc điểm của 3I/Atlas”, nhấn mạnh sự độc đáo của phát hiện này.
Để nghiên cứu các đặc tính của nó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb, đo tỷ lệ đồng vị – các biến thể của các nguyên tố hóa học như hydro và carbon – có trong sao chổi.
Tỷ lệ đồng vị hydro đóng vai trò là chỉ số về nhiệt độ và mức độ bức xạ trong môi trường nguyên thủy nơi 3I/Atlas hình thành. Đồng vị carbon đã cung cấp những hiểu biết có giá trị về thành phần của đám mây khí giữa các vì sao, từ đó tạo ra sao chổi và hệ hành tinh chủ của nó.
Đáng chú ý, nước của sao chổi có nồng độ deuterium – một đồng vị của hydro – cao hơn khoảng 30 lần so với nồng độ tìm thấy trong các sao chổi quay quanh Hệ Mặt trời của chúng ta. Ngược lại, tỷ lệ đồng vị carbon của nó khác biệt đáng kể so với tỷ lệ được phát hiện trong các vật thể trong hệ thống của chúng ta cũng như trong các đám mây giữa các vì sao và các đĩa tiền hành tinh gần đó. Thành phần độc đáo này khiến nó trở thành một “viên nang thời gian” thực sự, cung cấp manh mối về các điều kiện của vũ trụ vào thời kỳ sơ khai và về sự hình thành hành tinh trong những môi trường hoàn toàn khác với môi trường của chúng ta.
Cordiner cho rằng 3I/Atlas rất có thể là tàn dư của quá trình hình thành hành tinh xảy ra xung quanh một ngôi sao xa xôi khác.
Cordiner giải thích: “Thông tin thu được từ Kính viễn vọng James Webb chỉ ra rằng môi trường ban đầu của hệ hành tinh chủ 3I/Atlas rất khác với Hệ Mặt trời của chúng ta”. Ông nói thêm rằng địa điểm này “có thể lạnh hơn, lượng kim loại dồi dào hơn và chịu bức xạ mạnh hơn từ tia cực tím và tia vũ trụ.”
Sao chổi 3I/Atlas nổi bật nhờ sự phong phú của các phân tử hữu cơ, bao gồm các nguyên tố thiết yếu như carbon, hydro, nitơ, oxy và lưu huỳnh. Theo Cordiner, đặc điểm này “chứng minh rằng, ngay cả khi có nguồn gốc ở một nơi lạnh giá và xa xôi, các thành phần dễ bay hơi quan trọng cho sự phát triển của sự sống, như chúng ta biết, vẫn có rất nhiều trong đĩa hành tinh xa xôi đó đang hình thành.”
Trình tự thời gian hình thành sao chổi 3I/Atlas
Phân tích thành phần cacbon trong 3I/Atlas cho thấy sự hình thành của nó xảy ra khoảng 12 tỷ năm trước, trong thời kỳ hoạt động hình thành sao lớn trong thiên hà quê hương của nó. Đặt nó vào bối cảnh, Vũ trụ bắt đầu với Vụ nổ lớn khoảng 13,8 tỷ năm trước.
Mặc dù các nhà nghiên cứu cho rằng sao chổi có thể đã hình thành trong Dải Ngân hà, nhưng tuổi cao hơn của nó không loại trừ khả năng có nguồn gốc từ một thiên hà khác.
Cordiner nhận xét: “Tôi từng tin rằng khoảng cách giữa các thiên hà là quá lớn, nhưng trên thực tế, một vật thể liên sao tốc độ cao có thể đến hệ thống của chúng ta chỉ sau một tỷ năm từ các thiên hà lân cận như Đám mây Magellanic”.
Sao chổi 3I/Atlas có thể đã bị trục xuất khỏi hệ sao ban đầu của nó do tương tác hấp dẫn mạnh với các hành tinh, mặc dù giả thuyết về một vụ va chạm cũng được đánh giá là một cơ chế có thể xảy ra.
Trước đây, hai vật thể liên sao khác đã được xác định đang di chuyển qua hệ mặt trời của chúng ta: sao chổi 1I/’Oumuamua, được quan sát vào năm 2017 và 2I/Borisov, được phát hiện vào năm 2019.
Hiện tại, 3I/Atlas đang hướng tới quỹ đạo của Sao Thổ. Dự đoán là nó sẽ vượt qua quỹ đạo của Sao Diêm Vương vào năm 2029 và khoảng năm 2035, nó sẽ vượt qua biên giới bên ngoài của Hệ Mặt Trời, tiếp tục hành trình của mình.
Bất chấp sự gia tăng các thuyết âm mưu liên kết 3I/Atlas với khả năng có tàu ngoài hành tinh, các nhà khoa học vẫn tin rằng đó là một vật thể tự nhiên.
Cordiner cho biết: “Trong khi cộng đồng khoa học vẫn tiếp thu những hiểu biết mới, chúng tôi hết sức cẩn thận trong việc đánh giá bằng chứng cho tất cả các giả thuyết”. Ông kết luận bằng cách tuyên bố rằng “trong trường hợp cụ thể này, bằng chứng đã rõ ràng ngay từ đầu, chỉ ra việc quan sát một vật thể có đặc điểm giống sao chổi và cách giải thích này đã được xác nhận một cách nhất quán bởi các quan sát tiếp theo.”