Kể từ khi lần đầu tiên hình thành khoảng 4,5 tỷ năm trước, hành tinh Trái đất đã chịu tác động của các tiểu hành tinh và rất nhiều thiên thạch. Những tác động này đã đóng một vai trò quan trọng trong lịch sử địa chất của hành tinh chúng ta và thậm chí đóng một vai trò trong sự tiến hóa của loài. Và trong khi các thiên thạch có nhiều hình dạng và kích cỡ, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nhiều người trở thành hình nón một khi chúng đi vào bầu khí quyển của chúng ta.
Lý do cho điều này vẫn còn là một bí ẩn trong một thời gian. Nhưng nhờ một nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm toán học ứng dụng của Đại học New York đã tìm ra vật lý dẫn đến sự biến đổi này. Về bản chất, quá trình này bao gồm sự tan chảy và xói mòn mà cuối cùng biến
Những phát hiện đã được báo cáo trong tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS). Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Leif Ristroph, một giáo sư trợ lý tại Viện Khoa học Toán học Courant (CIMS) của NYU, và được hỗ trợ bởi Khunsa Amin và Kevin Hu (cả hai đều là sinh viên đại học NYU) và Jinzi Huang - một sinh viên tiến sĩ của NYU vào thời điểm đó của công việc.
Về bản chất, hình dạng của các thiên thạch thay đổi mạnh mẽ là kết quả của chuyến bay trong khí quyển. Quá trình này tạo ra một tấn ma sát không khí, từ đó làm cho bề mặt của thiên thạch tan chảy, ăn mòn và bị định hình lại. Trong khi hầu hết trở thành hình dạng ngẫu nhiên, 25 phần trăm đáng ngạc nhiên trở thành thiên thạch định hướng của thành phố trông giống như hình nón hoàn hảo.
Để chắc chắn, có nhiều loại thiên thạch kinh điển. Trong khi một số lật và lăn trong bầu khí quyển và tạo ra các hình nón mảnh hoặc hẹp, một số khác trong khi các tảng đá khác qua lại với hình nón rộng. Ở giữa những cái này, bạn có những hình nón bay thẳng hoàn toàn vào bầu khí quyển với đỉnh của chúng. Như Ristroph đã giải thích trong bản tin mới đây của NYU:
Thật đáng kinh ngạc, những hình nón 'Goldilocks' của các góc 'vừa phải' khớp chính xác với hình dạng của đất sét bị xói mòn do các thí nghiệm của chúng tôi và các thiên thạch hình nón thực tế. Bằng cách cho thấy hình dạng của một vật thể ảnh hưởng đến khả năng bay thẳng của nó, nghiên cứu của chúng tôi Một số ánh sáng về bí ẩn lâu đời này về lý do tại sao rất nhiều thiên thạch đến Trái đất hình nón.”
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một số thí nghiệm sao chép bằng cách sử dụng các vật thể bằng đất sét gắn vào một thanh. Chúng được dùng làm thiên thạch giả nhái của họ, có mô hình xói mòn được kiểm tra khi chúng được điêu khắc bởi dòng nước. Cuối cùng, chúng được chạm khắc thành hình nón có hình dạng giống như thiên thạch hình nón.
Các vật thể bằng đất sét cuối cùng được chạm khắc thành hình nón có cùng góc với thiên thạch hình nón. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu biết rằng thực sự mô phỏng các điều kiện phù hợp, họ cần nhiều hơn các vật thể được cố định tại chỗ. Khi chúng bay qua bầu khí quyển của chúng ta, các thiên thạch có thể tự do quay, rơi và xoay tròn, do đó đặt ra câu hỏi - điều gì cho phép chúng giữ một hướng cố định?
Để trả lời điều này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm bổ sung, trong đó họ đã kiểm tra các hình nón có hình dạng khác nhau hình nón như thế nào trong nước chảy. Những gì tìm thấy là những chiếc nón hẹp lật ngược đầu cuối trong khi những cái rộng hơn lại rung lên, nhưng những chiếc nón vàng Goldilocks đã xoay sở để bay thẳng và thật.
Như Ristroph đã giải thích, những phát hiện này không chỉ giải thích một bí ẩn đang diễn ra xung quanh
Các thí nghiệm này kể một câu chuyện nguồn gốc cho các thiên thạch định hướng: các lực khí động học làm tan chảy và định hình lại các thiên thạch trong chuyến bay cũng ổn định tư thế của nó để hình dạng hình nón có thể được chạm khắc và cuối cùng đến Trái đất. Đây là một thông điệp thú vị khác mà chúng ta học hỏi từ các thiên thạch, có tầm quan trọng về mặt khoa học như du khách ngoài hành tinh, người đến Trái đất có cấu tạo và cấu trúc cho chúng ta biết về vũ trụ.
