Sáng ngày 15 tháng 2 năm 2013, một thiên thạch có kích thước bằng một chiếc sơ mi rơ moóc bắn ra từ hướng mặt trời mọc và phát nổ thành quả cầu lửa trên bầu trời thành phố Chelyabinsk, Nga. Thiên thạch phát nổ với năng lượng gấp 30 lần so với quả bom đã phá hủy thành phố Hiroshima, phát nổ cách mặt đất khoảng 22 km. Vụ nổ làm vỡ cửa sổ của hơn 7.000 tòa nhà, khiến người đi bộ bị mù tạm thời, gây bỏng tia cực tím ngay lập tức và hơn 1.600 người bị thương. May mắn thay, không có trường hợp tử vong nào được biết đến.
Sao băng Chelyabinsk được cho là vật thể không gian tự nhiên lớn nhất đi vào bầu khí quyển Trái đất trong hơn 100 năm qua. Tuy nhiên, không có đài quan sát nào trên Trái đất nhìn thấy nó đến. Nhờ mặt trời, mảnh thiên thạch đã ẩn mình trong điểm mù lớn nhất của con người.
May mắn thay, những sự kiện như thế này không phổ biến. Theo ước tính từ Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), những thiên thạch có kích thước bằng sao băng Chelyabinsk – rộng khoảng 66 feet (20 mét) – sẽ xuyên qua bầu khí quyển Trái đất cứ sau 50 đến 100 năm một lần. Các tiểu hành tinh lớn hơn tấn công thậm chí còn ít thường xuyên hơn. Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã lập bản đồ quỹ đạo của hơn 33.000 tiểu hành tinh gần Trái đất và nhận thấy rằng không có tiểu hành tinh nào có nguy cơ va vào hành tinh của chúng ta trong ít nhất là trong thế kỷ tới.
Nhưng bạn không thể tính toán rủi ro của một tiểu hành tinh mà bạn không thể nhìn thấy - và có hàng nghìn tiểu hành tinh như vậy chưa được kể, trong đó có một số tiểu hành tinh đủ lớn để phá hủy các thành phố và có khả năng gây ra các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, di chuyển theo những quỹ đạo không thể biết được xung quanh ngôi sao của chúng ta, các chuyên gia nói. Khoa học sống. Đó là một thực tế khắc nghiệt khiến các nhà thiên văn học vừa lo ngại về những hậu quả có thể xảy ra vừa có động lực tìm ra càng nhiều tiểu hành tinh ẩn giấu trong hệ mặt trời của chúng ta càng tốt. Một khi chúng ta biết về chúng, các tiểu hành tinh chết người có thể được theo dõi và làm chệch hướng nếu cần, hoặc nếu vẫn thất bại, người dân có thể được cảnh báo di dời để tránh thương vong hàng loạt.
Amy Mainzer, giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Arizona và là nhà nghiên cứu chính của hai sứ mệnh săn tiểu hành tinh của NASA, nói với Live Science: “Vật thể có vấn đề nhất là vật thể mà bạn không biết đến”. “Nếu chúng ta có thể biết những gì ở ngoài kia thì chúng ta có thể ước tính tốt hơn nhiều về rủi ro thực sự.”
"Sát thủ" đến từ mặt trời
Bất cứ lúc nào, mặt trời cũng che khuất vô số tiểu hành tinh khỏi tầm nhìn. Điều này bao gồm một loạt các tiểu hành tinh Apollo quay liên tục – các vật thể gần Trái đất dành phần lớn thời gian của chúng ở xa quỹ đạo Trái đất nhưng thỉnh thoảng băng qua đường đi của hành tinh chúng ta để lao đến gần mặt trời hơn – cũng như lớp tiểu hành tinh bí ẩn được gọi là Atens , có quỹ đạo gần như hoàn toàn bên trong Trái đất, luôn ở phía ban ngày của hành tinh.
Scott Sheppard, nhà khoa học tại Viện Khoa học Carnegie, nói với Live Science: “Các tiểu hành tinh Aten là nguy hiểm nhất vì chúng băng qua quỹ đạo Trái đất chỉ ở điểm xa nhất”. “Bạn sẽ không bao giờ nhìn thấy chúng đến, ở một mức độ nào đó, bởi vì chúng không bao giờ ở trong bóng tối của bầu trời đêm.”
Giống như tất cả các tiểu hành tinh, phần lớn các tảng đá vũ trụ ẩn giấu này có thể đủ nhỏ để bốc cháy hoàn toàn trong bầu khí quyển Trái đất khi tiếp xúc. Nhưng người ta ước tính rằng cũng có nhiều tiểu hành tinh chưa được khám phá có đường kính hơn 460 feet (140 m) – đủ lớn để sống sót sau khi lao qua bầu khí quyển và gây ra thiệt hại cục bộ thảm khốc khi va chạm, Mainzer nói. Các tiểu hành tinh có khả năng hủy diệt này đôi khi được mệnh danh là "kẻ sát nhân thành phố".
Mainzer cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tìm thấy khoảng 40% số tiểu hành tinh đó trong khu vực lân cận 140 mét”. Theo ước tính của NASA, con số đó còn lại khoảng 14.000 vẫn chưa được tìm thấy.
Cũng có thể có những vật thể lớn hơn rất nhiều đang chờ chúng ta dưới ánh sáng chói của mặt trời. Sheppard cho biết, mặc dù đặc biệt hiếm, một số tiểu hành tinh "sát thủ hành tinh" - có đường kính hơn 3.280 feet (1 km) và có khả năng tạo ra đủ bụi để gây ra sự kiện tuyệt chủng toàn cầu - có thể ẩn nấp dưới ánh sáng chói của mặt trời.
Vào năm 2022, Sheppard và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra một kẻ giết hành tinh như vậy bị mặt trời che khuất, điều mà họ mô tả trong một bài báo trên Tạp chí Thiên văn. Các nhà nghiên cứu đang săn lùng các tiểu hành tinh gần Sao Kim, mượn thời gian từ một số kính thiên văn lớn để quét đường chân trời trong 5 đến 10 phút mỗi đêm vào lúc chạng vạng, khi họ phát hiện ra 2022 AP7 – một hành tinh khổng lồ rộng một dặm (1,5 km) với chu kỳ 5 năm kỳ lạ. quỹ đạo khiến tảng đá không gian khổng lồ gần như vĩnh viễn vô hình trước kính thiên văn.
Sheppard nói: “Khi nó ở trên bầu trời đêm, nó ở điểm xa mặt trời nhất và rất mờ nhạt”. “Lần duy nhất nó sáng một chút là khi nó ở bên trong Trái đất, gần mặt trời.”
Hiện tại, 2022 AP7 chỉ đi qua quỹ đạo Trái đất khi hành tinh của chúng ta và tiểu hành tinh nằm ở phía đối diện của mặt trời, khiến nó trở nên vô hại. Tuy nhiên, khoảng cách đó sẽ dần thu hẹp trong hàng nghìn năm, đưa hai vật thể ngày càng đến gần hơn với khả năng xảy ra một vụ va chạm thảm khốc. Và nó có thể không phải là duy nhất.
Sheppard nói thêm: “Qua cuộc khảo sát của chúng tôi cho đến nay, chúng tôi thấy rằng chắc chắn có thêm vài tiểu hành tinh Aten có kích thước hàng km nữa được tìm thấy ngoài kia”.
Thách thức của loài người
Việc khảo sát các tiểu hành tinh gần mặt trời đặt ra một thách thức đặc biệt cho các nhà thiên văn học. Hầu hết các kính thiên văn đặt trong không gian đều nhìn về phía ban đêm của hành tinh để tránh ánh sáng chói của mặt trời và tổn hại do bức xạ. Trong khi đó, các kính thiên văn trên mặt đất thậm chí còn phải đối mặt với những hạn chế lớn hơn.
Sheppard nói: “Không chỉ ánh sáng chói của mặt trời là một vấn đề mà thời gian cũng là một vấn đề lớn. "Mặt trời phải lặn đến một vị trí nhất định bên dưới đường chân trời trước khi cho phép bạn mở kính viễn vọng và bầu trời phải đủ tối để bạn có thể chụp ảnh mà không bị bão hòa."
Sheppard cho biết thêm, khi mặt trời đến vị trí thoáng qua này, các kính viễn vọng trên mặt đất có chưa đầy 30 phút để khảo sát khu vực gần rìa mặt trời trước khi nó lặn xuống dưới đường chân trời và biến mất hoàn toàn khỏi tầm nhìn.
Trong khoảng thời gian ngắn ngủi này, các kính thiên văn trên mặt đất gặp thêm thách thức khi nhìn thẳng qua bầu khí quyển của Trái đất, nơi có vẻ dày nhất ở gần đường chân trời và khiến ánh sáng từ các vật thể ở xa bị nhấp nháy và khuếch tán. Các chất khí trong khí quyển cũng hấp thụ nhiều bước sóng ánh sáng hồng ngoại - bức xạ nhiệt mà các nhà thiên văn học sử dụng để phát hiện một số vật thể mờ nhất, mát nhất trong vũ trụ.
Đây khó có thể là một kịch bản lý tưởng để phát hiện những mảnh vụn nhỏ, tối, di chuyển nhanh.
“Đó là lý do tại sao bạn cần phải đi vào vũ trụ”, Luca Conversi, giám đốc Trung tâm Điều phối Vật thể Gần Trái đất (NEO) của ESA, nói với Live Science.
Sự cứu rỗi trong không gian
Quay quanh Trái đất hàng trăm dặm và xa hơn nữa, các kính thiên văn không gian không bị ảnh hưởng bởi những tác động làm biến dạng của bầu khí quyển hành tinh. Điều này mở ra một công cụ mạnh mẽ trong kho vũ khí của họ: hình ảnh hồng ngoại hoặc khả năng phát hiện nhiệt tỏa ra từ các vật thể trong không gian, thay vì chỉ ánh sáng mặt trời phản chiếu khiến các vật thể có thể được phát hiện bằng kính viễn vọng ánh sáng khả kiến.
Conversi cho biết: “Chỉ một phần nhỏ bề mặt của tiểu hành tinh được mặt trời chiếu sáng, ngay cả trong không gian”. “Vì vậy, thay vì nhìn vào ánh sáng mặt trời phản chiếu từ bề mặt, [kính viễn vọng hồng ngoại] nhìn vào sự phát xạ nhiệt của chính tiểu hành tinh, vì vậy chúng tôi có thể tìm thấy nó.”
Điều này có nghĩa là ngay cả những tiểu hành tinh nhìn thấy tối, như tiểu hành tinh Bennu mới được ghé thăm gần đây, vẫn tỏa sáng “như than hồng” khi nhìn thấy dưới tia hồng ngoại, Mainzer nói.
Hiện tại, chỉ có một kính viễn vọng không gian hồng ngoại đang tích cực tìm kiếm các tiểu hành tinh gần Trái đất – Nhà thám hiểm khảo sát hồng ngoại trường rộng đối tượng gần Trái đất, hay NEOWISE. Ra mắt vào năm 2009 với tên gọi đơn giản là WISE, kính thiên văn này được thiết kế để phát hiện các vật thể ở xa Trái đất. Nhưng vào năm 2013, sau sự cố Chelyabinsk, WISE đã được đánh thức sau hai năm ngủ đông với tên gọi NEOWISE, với phần mềm mới và sứ mệnh mới nhằm phát hiện các tiểu hành tinh gần Trái đất có khả năng gây rắc rối.
Nhưng NEOWISE chưa bao giờ có thể nhìn về phía mặt trời - và nhiệm vụ của nó dự kiến sẽ kết thúc tốt đẹp vào tháng 7 năm 2024, Mainzer cho biết. Điều đó sẽ khiến việc phát hiện tiểu hành tinh mới chỉ nằm trong tay các cuộc khảo sát trên mặt đất cho đến khi thế hệ kính viễn vọng trên không gian tiếp theo có thể ra mắt vào cuối thập kỷ này.
