Sao chổi bí ẩn trong thời gian dài có thể phổ biến hơn - và lớn hơn - so với các nhà thiên văn học nghĩ. Các nghiên cứu như thế này sẽ giúp tiết lộ loại nguy hiểm nào họ có thể gây ra.
Một hình ảnh động của sao chổi khi ở gần mặt trời và đã mọc ra cái đuôi đặc trưng của nó, thông qua NASA / JPL-Caltech.
Những người quan sát bầu trời ban đầu không biết sao chổi đến từ đâu và đôi khi coi họ là điềm xấu. Ngày nay, các nhà thiên văn học của sao chép biết sao chổi là những vật thể băng giá nhỏ quay quanh mặt trời của chúng ta. Sao chổi thời gian dài - những sao có quỹ đạo quanh mặt trời hơn 200 năm - vẫn còn rất bí ẩn, nhưng các nhà thiên văn học cho biết trong tuần này họ đã sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ WISE của NASA để tiến một bước để hiểu những du khách băng giá này từ ngoài cùng hệ mặt trời.
Họ nói rằng họ đã học được rằng các sao chổi trong thời gian dài phổ biến hơn nhiều so với trước đây và rõ ràng là chúng lớn hơn đáng kể so với một tập hợp sao chổi ngắn hạn nhất định. Các nhà thiên văn đã công bố công trình của họ vào ngày 14 tháng 7 năm 2017 trong bài đánh giá ngang hàng Tạp chí vật lý thiên văn.
sao chổi dài thời gian được cho là xuất phát từ đám mây Oort, mà bắt đầu khoảng 186 tỷ dặm (300 tỷ km) từ ánh nắng mặt trời của chúng ta. Đám mây Oort quá xa - và các sao chổi bên trong nó quá nhỏ - có thể quan sát trực tiếp bằng kính viễn vọng trên trái đất. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học quan sát các sao chổi trong thời gian dài tiếp cận mặt trời của chúng ta từ các hướng ngẫu nhiên trong không gian, tuy nhiên, đó là một lý do khiến Đám mây Oort được hình dung như một lớp vỏ, bao quanh hoàn toàn hệ mặt trời.
Xem lớn hơn. | Nghệ sĩ miêu tả về Vành đai Kuiper và Đám mây Oort. Sao chổi thời gian dài được cho là đến từ Đám mây Oort. Hình ảnh qua NASA.
Tàu vũ trụ thám hiểm hồng ngoại trường rộng (WISE) của NASA đã thực hiện công việc quét toàn bộ bầu trời (hai lần) ở bước sóng hồng ngoại. Giai đoạn nhiệm vụ chính đã kết thúc vào năm 2011, nhưng các nhà thiên văn học vẫn khai thác dữ liệu khổng lồ của mình để nghiên cứu về sao chổi trong thời gian dài, cũng như một loạt các vật thể không gian khác. Trong tuyên bố trong tuần này, NASA cho biết các nhà khoa học phân tích dữ liệu WISE phát hiện ra rằng có khoảng bảy lần sao chổi dài thời gian đo ít nhất 0,6 dặm (1 km) qua hơn đã được dự đoán trước đó.
Các nhà khoa học cũng quan sát thấy rằng trong tám tháng, số lượng sao chổi trong thời gian dài đi qua mặt trời nhiều gấp ba đến năm lần so với dự đoán. James Bauer, tác giả chính của nghiên cứu và hiện là giáo sư nghiên cứu tại Đại học Maryland, College Park, cho biết:
Số lượng sao chổi nói lên số lượng vật chất còn sót lại từ sự hình thành hệ mặt trời. Bây giờ chúng ta biết rằng có nhiều khối vật liệu cổ tương đối lớn đến từ Đám mây Oort hơn chúng ta nghĩ.
Tại sao sao chổi rời khỏi Đám mây Oort, để đến gần mặt trời của chúng ta? NASA cho biết mật độ của sao chổi trong Đám mây Oort là thấp, do đó, tỷ lệ sao chổi va chạm trong đó là rất hiếm. Sao chổi trong thời gian dài mà WISE quan sát có lẽ đã bị đá ra khỏi Đám mây Oort hàng triệu năm trước.
Chúng ta chỉ thấy sao chổi khi chúng đến gần mặt trời, trên quỹ đạo hình elip rất cao của chúng. Theo định nghĩa, sao chổi trong thời gian dài cần ít nhất 200 năm để quay quanh mặt trời một lần. Nhưng một số cần hàng ngàn - thậm chí hàng triệu năm - để quay quanh mặt trời một lần. Hình ảnh qua Vagabonds của Hệ mặt trời / Pearl Elliot.
Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng sao chổi thời gian dài trung bình lớn gấp đôi so với sao chổi được gọi là sao chổi gia đình Jupiter. Đây là một tập hợp con của sao chổi thời gian ngắn; tại một số điểm, chúng đi qua gần hệ mặt trời của chúng ta, hành tinh lớn nhất Sao Mộc, và có quỹ đạo hình thành bởi lực hấp dẫn mạnh của Sao Mộc. Kết quả là bây giờ chúng quay quanh mặt trời trong vòng chưa đầy 20 năm. NASA cho biết:
Các nhà thiên văn học đã có ước tính rộng hơn về việc có bao nhiêu sao chổi gia đình và sao Mộc trong hệ mặt trời của chúng ta, nhưng không có cách nào tốt để đo kích thước của sao chổi trong thời gian dài. Đó là bởi vì một sao chổi có ‘hôn mê, một đám mây khí và bụi xuất hiện mờ ám trong hình ảnh và che khuất hạt nhân sao chổi. Nhưng bằng cách sử dụng dữ liệu WISE cho thấy ánh sáng hồng ngoại của tình trạng hôn mê này, các nhà khoa học đã có thể trừ đi tình trạng hôn mê khỏi sao chổi tổng thể và ước tính kích thước hạt nhân của các sao chổi này.
Dữ liệu được lấy từ các quan sát WISE năm 2010 của 95 sao chổi gia đình Sao Mộc và 56 sao chổi thời gian dài.
Các kết quả củng cố ý tưởng rằng sao chổi đi qua mặt trời thường có xu hướng nhỏ hơn so với những sao dành nhiều thời gian hơn từ mặt trời. Đó là bởi vì sao chổi gia đình Sao Mộc tiếp xúc với nhiệt nhiều hơn, điều này làm cho các chất dễ bay hơi như nước thăng hoa và kéo đi các vật liệu khác khỏi bề mặt sao chổi.
Hình minh họa này cho thấy các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ NASA WISE của NASA để xác định kích thước của hạt nhân sao chổi hay lõi. Họ đã trừ đi một mô hình về cách thức hoạt động của bụi và khí trong sao chổi để có được kích thước lõi. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech.
Các nhà khoa học cho biết sự tồn tại của rất nhiều sao chổi trong thời gian dài hơn dự đoán cho thấy rằng nhiều trong số chúng có khả năng tác động đến các hành tinh, cung cấp vật liệu băng giá từ bên ngoài hệ mặt trời.
Họ cho biết kết quả của họ sẽ rất quan trọng để đánh giá khả năng sao chổi tác động đến các hành tinh hệ mặt trời của chúng ta, bao gồm cả Trái đất. Năm 2013, nhiệm vụ WISE được đổi tên thành NEOWISE. Công việc của nó bây giờ là nghiên cứu các Vật thể gần Trái đất (NEO), nghĩa là các vật thể có khả năng va chạm với Trái đất. Amy Mainzer, đồng tác giả của nghiên cứu sao chổi có trụ sở tại Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA ở Pasadena, California và là nhà điều tra chính của sứ mệnh NEOWISE, cho biết:
Sao chổi di chuyển nhanh hơn nhiều so với các tiểu hành tinh, và một số trong số chúng rất lớn. Các nghiên cứu như thế này sẽ giúp chúng ta xác định loại sao chổi nguy hiểm trong thời gian dài có thể gây ra.
Điểm mấu chốt: Sao chổi trong thời gian dài - mất hàng trăm hoặc hàng ngàn thậm chí hàng triệu năm để quay quanh mặt trời của chúng ta - rất bí ẩn. Các nhà khoa học gần đây đã sử dụng dữ liệu tàu vũ trụ WISE để biết rằng sao chổi trong thời gian dài có số lượng nhiều hơn dự đoán và chúng lớn gấp đôi so với sao chổi gia đình Sao Mộc, mất 20 năm hoặc ít hơn để quay quanh mặt trời.