Khu vực sáng màu, hình trái tim khổng lồ mang tên Tombaugh Regio chính là điểm nổi bật nhất trên bề mặt sao Diêm Vương. Và một nghiên cứu mới đây tiết lộ rằng, khu vực này chứa đầy băng ni-tơ, được hình thành sau một cú va chạm chậm rãi từ thời xa xưa.
Năm 2015, tàu vũ trụ New Horizons của NASA đã gửi về Trái Đất hình ảnh đặc biệt: một vùng có hình trái tim trên bề mặt sao Diêm Vương.
Và mới đây, các nhà khoa học tin rằng họ đã tìm ra câu chuyện đằng sau “trái tim vũ trụ” này. Theo báo cáo trên tạp chí Nature Astronomy (Ngày 15/04), vết lõm hình trái tim này được tạo ra sau một cú va chạm chậm chạp từ thiên thạch băng khổng lồ, rộng hơn cả tiểu bang Kansas của Mỹ.
Kết quả được rút ra sau khi các nhà nghiên cứu sử dụng mô hình máy tính để mô phỏng hàng loạt kịch bản va chạm trên bề mặt sao Diêm Vương. Khu vực Tombaugh Regio, hay “Trái tim sao Diêm Vương”, có màu nhạt là do phủ dày băng ni-tơ. Erik Asphaug, đồng tác giả nghiên cứu và là Giáo sư tại Phòng thí nghiệm Hành tinh và Mặt trăng, Đại học Arizona, chia sẻ rằng những va chạm giữa các thiên thể băng ở vùng xa xôi trong Hệ Mặt Trời rất khác so với các vụ va chạm gần Mặt Trời hơn.
“Chúng ta vốn quen với suy nghĩ va chạm hành tinh là sự kiện cực kỳ dữ dội, chỉ quan tâm tới mấy thứ như năng lượng, động lượng với mật độ” – Asphaug cho biết. “Nhưng ở mấy khu vực xa xăm tận rìa Hệ Mặt Trời, tốc độ di chuyển lại chậm hơn nhiều, lại thêm lớp băng thì quá cứng cáp. Thế nên bạn cần tính toán chính xác từng ly từng tí. Điều này mới thú vị!”
Dẫn dắt nhóm nghiên cứu là Martin Jutzi, một nhà nghiên cứu cấp cao tại Đại học Bern, Thụy Sĩ. Họ sử dụng phương pháp mô phỏng tên là thủy động lực học các hạt làm mịn (smoothed particle hydrodynamics). Nhờ liên tục thay đổi góc va chạm và kích thước của thiên thạch, nhóm nghiên cứu mới tìm ra kịch bản dẫn đến sự hình thành của Sputnik Planitia- nửa phía tây của “Trái tim sao Diêm Vương”. Khối băng này rộng khoảng 2000 km vuông và lõm sâu hơn 4km so với địa hình xung quanh.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng vết hình trái tim rất có thể được tạo ra bởi một cú va chạm nghiêng, dẫn đến hình dạng kéo dài của nó. Sự kiện này có thể diễn ra từ thuở sơ khai của sao Diêm Vương.
Thiên thạch băng va vào sao Diêm Vương chắc chắn có đường kính lên đến khoảng 730km. Lõi của sao Diêm Vương cũng là băng, nên vụ va chạm này không làm chảy hay hóa lỏng bề mặt như các sự kiện gần Mặt Trời. Do đó, thiên thạch băng có thể đã chìm vào sâu bên trong lõi hành tinh.
Dù sau bao năm tháng, chính “xác chết không tiêu hóa hết” của thiên thạch băng đang nằm yên vị ngay dưới lớp băng ni-tơ tại Sputnik Planitia.
Mô phỏng cũng cho thấy sao Diêm Vương không có một đại dương ngầm nào nằm dưới lớp băng cả. Thực tế là “Trái tim” này có khối lượng nhẹ hơn phần còn lại của sao Diêm Vương, nên theo tự nhiên nó phải dần dần trôi về phía một trong hai cực khi hành tinh này xoay qua hàng thiên niên kỷ. Vậy mà nó lại nằm ngay đường xích đạo, khiến các nhà khoa học lúc đầu phải đưa ra giả thuyết về tác động của đại dương ngầm. Nghiên cứu mới bác bỏ ý tưởng này.
Jutzi kết luận: “Trong mô phỏng, toàn bộ lớp phủ ban đầu của sao Diêm Vương đã bị đào đi bởi vụ va chạm, khi vật chất lõi của thiên thạch băng bám vào lõi của sao Diêm Vương, nó tạo ra khối lượng tăng cục bộ và dần di chuyển về phía đường xích đạo. Như vậy, không cần có một đại dương ngầm nào mà vị trí hiện tại của ‘Trái tim’ vẫn có thể được giải thích”.
