Điều gì sẽ xảy ra nếu Hệ mặt trời của chúng ta có một thế hệ hành tinh khác hình thành trước đó, hoặc bên cạnh các hành tinh chúng ta có ngày nay? Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Communications vào ngày 17 tháng 4 năm 2018 đưa ra bằng chứng cho thấy rằng những gì đã xảy ra. Các hành tinh thế hệ đầu tiên, hoặc hành tinh, sẽ bị phá hủy trong các vụ va chạm trong những ngày đầu của Hệ Mặt trời và phần lớn các mảnh vỡ bị cuốn vào sự hình thành của các cơ thể mới.
Đây không phải là một lý thuyết mới, nhưng một nghiên cứu mới mang lại bằng chứng mới để hỗ trợ nó.
Bằng chứng là ở dạng thiên thạch rơi xuống sa mạc Sudan Triều Nubian năm 2008. Thiên thạch được gọi là 2008 TC3, hay thiên thạch Almahata Sitta. Bên trong thiên thạch là những tinh thể nhỏ gọi là nanodiza, theo nghiên cứu này, chỉ có thể hình thành trong điều kiện áp suất cao trong sự phát triển của một hành tinh. Điều này trái ngược với suy nghĩ trước đây xung quanh các thiên thạch này cho thấy chúng hình thành do kết quả của sóng xung kích mạnh được tạo ra trong các va chạm giữa các cơ thể cha mẹ.
Chúng tôi chứng minh rằng những viên kim cương lớn này không thể là kết quả của một cú sốc mà thay vào đó là sự tăng trưởng diễn ra trong một hành tinh. - đồng tác giả nghiên cứu Philippe Gillet
Các mô hình hình thành hành tinh cho thấy các hành tinh trên mặt đất được hình thành do sự bồi tụ của các vật thể nhỏ hơn thành các vật thể lớn hơn và lớn hơn. Thực hiện theo quá trình đủ lâu và bạn kết thúc với các hành tinh như Trái đất. Các vật thể nhỏ hơn kết hợp với nhau thường nằm giữa kích thước của Mặt trăng và Sao Hỏa. Nhưng bằng chứng của những cơ thể nhỏ hơn là khó tìm.
Một loại thiên thạch độc đáo và hiếm, được gọi là ureilite, có thể cung cấp bằng chứng để sao lưu các mô hình, và đó là những gì rơi xuống Trái đất trong sa mạc Nubian năm 2008. Ureilite được cho là tàn dư của một hành tinh bị mất được hình thành ở 10 triệu năm đầu tiên của Hệ mặt trời, và sau đó bị phá hủy trong một vụ va chạm.
Ureilites khác với các thiên thạch đá khác. Chúng có thành phần carbon cao hơn các thiên thạch khác, chủ yếu ở dạng các hạt nano đã nói ở trên. Các nhà nghiên cứu từ Thụy Sĩ, Pháp và Đức đã kiểm tra những viên kim cương trong năm 2008 TC3 và xác định rằng chúng có thể hình thành trong một hành tinh nguyên sinh nhỏ khoảng 4,55 tỷ năm trước.
Philippe Gillet, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu, đã nói điều này trong một cuộc phỏng vấn với Associated Press: khỏe Chúng tôi chứng minh rằng những viên kim cương lớn này không thể là kết quả của một cú sốc mà là sự tăng trưởng diễn ra trong một hành tinh.
Theo nghiên cứu được trình bày trong bài báo này, những sợi nano này được hình thành dưới áp lực 200.000 bar (2,9 triệu psi). Điều này có nghĩa là hành tinh cha mẹ bí ẩn sẽ phải lớn như Sao Thủy, hoặc thậm chí là Sao Hỏa.
Chìa khóa của nghiên cứu là kích thước của các nanodiza. Kết quả nhóm nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của các tinh thể kim cương lớn tới 100 micromet. Mặc dù các nanodiza đã được phân đoạn bởi một quá trình gọi là graphitization, nhóm nghiên cứu tự tin rằng những tinh thể lớn hơn này đang ở đó. Và chúng chỉ có thể được hình thành do sự tăng trưởng áp suất tĩnh trong phần bên trong của một hành tinh. Một làn sóng xung đột va chạm cann đã làm điều đó.
Nhưng cơ thể cha mẹ của thiên thạch ureilite trong nghiên cứu sẽ phải chịu va chạm, nếu không thì nó ở đâu? Trong trường hợp của thiên thạch này, một vụ va chạm và tạo ra sóng xung kích vẫn đóng một vai trò.
Nghiên cứu tiếp tục nói rằng một vụ va chạm đã diễn ra một thời gian sau khi hình thành cơ thể cha mẹ. Và sự va chạm này sẽ tạo ra sóng xung kích gây ra sự đồ họa hóa của các nanodiza.
Bằng chứng quan trọng là trong những gì được gọi là hình ảnh Kính hiển vi điện tử quét trường ảnh góc cao (HAADF), như đã thấy ở trên. Hình ảnh là hai hình ảnh trong một, với hình bên phải là độ phóng đại của một phần hình ảnh bên trái. Ở bên trái, các đường màu vàng chấm chỉ ra các khu vực của tinh thể kim cương tách biệt với các khu vực than chì. Bên phải là một hình phóng đại của hình vuông màu xanh lá cây.
Những con đường mòn bao gồm là những gì quan trọng ở đây. Ở bên phải, các vệt bao gồm được tô sáng bằng các đường màu cam. Chúng chỉ rõ các đường bao gồm khớp giữa các đoạn kim cương liền kề. Nhưng các dòng bao gồm aren hiện trong than chì can thiệp. Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu cho biết đây là bằng chứng hình thái học không thể chối cãi rằng các vùi tồn tại trong kim cương trước khi chúng bị vỡ thành các mảnh nhỏ hơn bằng phương pháp graphit hóa.
Tóm lại, điều này ủng hộ ý tưởng rằng một hành tinh nhỏ giữa kích thước của Sao Thủy và Sao Hỏa được hình thành trong 10 triệu năm đầu tiên của Hệ Mặt Trời. Bên trong cơ thể đó, các hạt nano lớn được hình thành do sự tăng trưởng áp suất cao. Cuối cùng, cơ thể phụ huynh đó đã tham gia vào một vụ va chạm, tạo ra một sóng xung kích. Sóng xung kích sau đó gây ra sự đồ họa hóa của các nanodiza.
Nó có một bằng chứng hấp dẫn và phù hợp với những gì chúng ta biết về sự hình thành và tiến hóa của Hệ Mặt trời.
Nguồn:
- Một cơ thể hành tinh lớn suy ra từ các vùi kim cương trong một thiên thạch ureilite
- Nghiên cứu: Kim cương từ bầu trời có thể đến từ planet hành tinh bị mất
