Sao chổi giống như một tín đồ cô đơn trên chuyến hành hương, di chuyển chậm rãi và theo tốc độ riêng của mình hướng đến vùng đất thánh của mặt trời, thậm chí phải đánh đổi bằng mạng sống. Một cuộc hành hương có thể kéo dài từ vài năm đến hàng chục nghìn năm, nhưng cuộc hành hương mà chúng tôi giới thiệu hôm nay đã kéo dài hàng triệu năm!
Hình ảnh nghệ thuật về sao chổi C/2014 UN271 ở bên ngoài hệ mặt trời
Nguồn ảnh: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Vào tháng 8 năm 2013, Kính viễn vọng Blanco dài 4 mét tại Đài quan sát Pan American ở Cerro Tololo, Chile đã khởi động một dự án đầy tham vọng - Khảo sát năng lượng tối (DES). Gần đây, khi xử lý dữ liệu khảo sát bầu trời từ năm 2013 đến năm 2019, các nhà thiên văn học Pedro Bernardinelli và Gary Bernstein từ Đại học Pennsylvania đã vô tình phát hiện hơn 800 vật thể băng giá bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Trong số đó có một cái đặc biệt lớn và bắt mắt.
Ngay sau khi phát hiện, các nhà thiên văn học đã lập tức tổ chức các cuộc quan sát tiếp theo bằng kính thiên văn ở Nam Phi, Namibia và những nơi khác. Vào tháng 6 năm nay, cấu trúc đám mây của vật thể này đã được quan sát ở gần không gian, xác nhận rằng đây là một sao chổi đang hoạt động. Vì được quan sát lần đầu tiên vào tháng 10 năm 2014 nên nó được đặt số hiệu là 2014 UN271 theo quy tắc đặt tên tiểu hành tinh. Sau khi xác nhận, tiền tố "C/" được thêm vào để chỉ sao chổi và tên của người khám phá được đặt theo quy ước đặt tên sao chổi. Tên đầy đủ là sao chổi C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein).
Quan sát hình ảnh sao chổi C/2014 UN271 từ Đài quan sát Las Cambres
Có hàng chục ngàn sao chổi được con người quan sát trên bầu trời đầy sao rộng lớn. Lý do khiến C/2014 UN271 thu hút sự quan tâm lớn của các nhà khoa học là vì nó phá vỡ hai kỷ lục trong hiểu biết hiện tại của con người về sao chổi.
Lớn nhất
Các nhà khám phá ước tính rằng hạt nhân của C/2014 UN271, được tạo thành từ băng và bụi, có kích thước khoảng 100-200 km, gần bằng kích thước của một hành tinh lùn. Để so sánh, hạt nhân của Hale-Bopp, sao chổi lớn nhất thế kỷ đã lướt qua bầu trời đêm ở bán cầu bắc vào năm 1997, chỉ có kích thước khoảng 40 km. Do đó, C/2014 UN271 thực sự là một "Big Mac". Đồng thời, người ta ước tính khối lượng của sao chổi C/2014 UN271 là hơn 10 nghìn tỷ tấn, gấp khoảng 1.000 lần khối lượng trung bình của một sao chổi thông thường. Do đó, C/2014 UN271 vừa là sao chổi lớn nhất từng được phát hiện vừa là vật thể lớn nhất trong Đám mây Oort.
Khoảng cách phát hiện xa nhất
Khi được quan sát lần đầu tiên vào năm 2014, C/2014 UN271 cách Mặt trời khoảng 29 AU (đơn vị thiên văn, 1AU bằng khoảng 150 triệu km), gần bằng khoảng cách từ Sao Hải Vương đến Mặt trời, do đó đây cũng là sao chổi xa nhất từng được phát hiện cho đến nay. Lý do tại sao có thể quan sát được nó từ khoảng cách xa như vậy có liên quan chặt chẽ đến kích thước khổng lồ và hoạt động có thể làm tăng độ sáng của nó.
Sao chổi hiện cách Mặt trời khoảng 19 AU. Trong thập kỷ tới, C/2014 UN271 sẽ bay về phía bên trong hệ mặt trời. Băng mà nó mang theo sẽ trải qua hoạt động thăng hoa mạnh mẽ hơn dưới tác động của bức xạ mặt trời ngày càng mạnh, khiến độ sáng của nó tiếp tục tăng lên. Vào năm 2031, sao chổi khổng lồ này sẽ đạt đến điểm cận nhật - gần quỹ đạo của Sao Thổ - ở khoảng cách khoảng 10 AU trước khi bắt đầu hành trình quay trở lại rìa lạnh lẽo và tối tăm của Hệ Mặt trời.
Đến từ thời xa xưa
Một điều đặc biệt nữa về sao chổi này là nó đến từ Đám mây Oort sâu thẳm. Đám mây Oort được coi là một đám mây dày bao quanh Hệ Mặt trời bao gồm vật chất nguyên thủy và các hành tinh nhỏ, kéo dài từ một nghìn AU đến rìa Hệ Mặt trời (khoảng một trăm nghìn AU). Điểm viễn nhật của quỹ đạo C/2014 UN271 nằm sâu trong Đám mây Oort cách xa 40.000 AU. Khoảng cách của nó so với Mặt Trời tương đương với 15% khoảng cách giữa Mặt Trời và Proxima Centauri, xa hơn 260 lần so với tàu vũ trụ xa nhất do con người chế tạo hiện đang bay, Voyager 1 (cách Mặt Trời 153 AU).
Cấu trúc hệ mặt trời và khoảng cách từ Đám mây Oort đến Mặt trời ▏ Nguồn hình ảnh: wiki
Sao chổi khổng lồ ban đầu này, đã trải qua hành trình giữa các vì sao kéo dài hơn 1,5 triệu năm và đến từ bên ngoài hệ mặt trời, sẽ mang đến cho chúng ta thông tin quan trọng về lịch sử ban đầu của hệ mặt trời cũng như quá trình hình thành và tiến hóa của các hành tinh nhỏ. Hoạt động mà nó thể hiện cho thấy nó có thể chứa nhiều loại đá phản ứng hơn như carbon monoxide và methane. Trong thập kỷ tới, khi chúng ta tiến gần hơn đến Mặt trời, chúng ta sẽ thu được nhiều dữ liệu quan sát có độ chính xác cao hơn, tiến hành nghiên cứu về thành phần, hoạt động và tính chất vật lý của nó, đồng thời tìm hiểu về các thiên thể và vật liệu phân bố ở rìa hệ mặt trời.
Phát hiện tương lai
C/2014 UN271 mất khoảng 3-5 triệu năm để hoàn thành một hành trình trong toàn bộ hệ mặt trời. Lần cuối cùng con người bay đến hệ hành tinh trong hệ mặt trời, khi đó con người vẫn đang trong quá trình tiến hóa; và chúng ta không có cách nào biết được trạng thái con người sẽ ra sao khi nó ghé thăm lần sau. Giống như nhiều sao chổi chu kỳ dài di chuyển từ Đám mây Oort, sự trở lại này của C/2014 UN271 có thể là cơ hội duy nhất để nhân loại nhìn thoáng qua nó.
Do đó, các nhà khoa học cũng kỳ vọng rằng tàu vũ trụ nhân tạo có thể tiến hành phát hiện C/2014 UN271 ở cự ly gần, có độ chính xác cao trước và sau khi nó đạt đến điểm cận nhật. Mặc dù sứ mệnh Comet-Interceptor của ESA đã xác nhận rằng nó sẽ không nhắm vào sao chổi này, nhưng các tàu thăm dò hướng đến Sao Mộc, Sao Thổ và rìa hệ mặt trời có thể thu thập được thông tin có liên quan về C/2014 UN271 ở khoảng cách gần hơn. Các nhà khoa học đang rất kỳ vọng vào điều này!
Về tác giả
Triệu Ngọc Huệ
Nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm khoa học hành tinh và thám hiểm không gian sâu, Đài quan sát Tử Kim Sơn, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Các lĩnh vực nghiên cứu của ông bao gồm động lực học và cơ chế hình thành các thiên thể nhỏ trong hệ mặt trời, tính chất vật lý, cơ chế hoạt động và quá trình tiến hóa lâu dài của sao chổi, v.v.
Tổng biên tập luân phiên: Vương Dĩnh
Biên tập: Vương Khắc Siêu
