Thám hiểm sao chổi để hiểu nguồn gốc hệ Mặt trời

Giữa tháng 11/2014 vừa qua, nhân loại vừa chứng kiến một bước tiến quan trọng nữa trong lịch sử chinh phục những bí ẩn của hệ Mặt trời, với sự đổ bộ thành công một trạm nghiên cứu tự hành lên một sao chổi nằm cách Trái đất hơn 500 triệu km (tức hơn ba lần khoảng cách giữa Trái đất với Mặt trời). Cuộc thám hiểm nói trên sẽ mang lại những thông tin nào để giúp chúng ta hiểu rõ hơn nguồn gốc của sự sống và quá trình hình thành hệ Mặt trời ?

Sau 10 năm ròng rã du hành trong không gian, vượt qua 6,5 tỷ km, vào lúc 16 giờ giờ quốc tế ngày thứ Tư 12/11/2014, robot mang tên Philae rời phi thuyền mẹ Rosetta của Cơ quan Không gian Châu Âu, để đáp xuống bề mặt sao chổi Tchourioumov-Guerrasimenko, còn gọi tắt là « Chury ».

112948-AeCnHrutIJpdCa_fDDG26Q

« Hạ cánh rồi ! Địa chỉ mới của tôi là 67P ! » (67P là mã số của sao chổi Chury). Trên đây là thông điệp bằng 14 thứ tiếng, mà robot Philae twitter về Trái đất thông qua phi thuyền Rosetta.

Philae : cơ hội 50/50

Hàng ngàn người nín thở theo dõi cuộc đổ bộ đầy trắc trở của thiết bị đầu tiên từ Trái đất lên thiên thể có địa hình hết sức phức tạp này. Một số chuyên gia dự đoán khả năng thành công của cú đổ bộ được chuẩn bị hết sức công phu này là 50/50.

Nặng 100 kg trên Trái đất, nhưng chỉ tương đương với một gram trên thiên thể tí hon, Philae đã phải hết sức vất vả mới trụ lại được nơi ở mới. Trước khi bám được « hai chân » vào « Chury » – thay vì cả « ba chân » như dự kiến -, robot Philae đã hai lần bật khỏi bề mặt tiểu thiên thể, lần xa nhất tới một cây số.

Nửa đêm ngày thứ Sáu qua thứ Bảy, 15/11, sau gần ba ngày làm việc, Philae kịp truyền về Trái đất toàn bộ các dữ kiện thu được về Chury, trước khi chuyển sang chế độ « ngủ đông » vì năng lượng dự trữ – dự kiến cho 60 giờ hoạt động độc lập – đã cạn kiệt. Chụp ảnh bề mặt sao chổi, phân tích thành phần các phân tử phức hợp hiện diện tại đây, ghi nhận từ trường của Chury, nghiên cứu lõi sao chổi qua X quang và đặc biệt là nghiên cứu thành phần vật chất bề mặt của Chury qua mũi khoan thăm dò : đây là các nhiệm vụ chính mà Philae thực hiện trong những giờ làm việc hối hả này.

Sau khi hoàn thành nhiệm vụ giai đoạn một, người hùng tí hon Philae sẽ phải nghỉ ngơi một thời gian dài trong bóng tối, khác với một hy vọng ban đầu là sẽ hoạt động chậm dần lại từ nay cho đến tháng 3/2015, nhờ nguồn điện ít ỏi có được từ các pin mặt trời. Bị kẹt giữa các vách đá, Philae ít có cơ hội hoạt động sớm trở lại, trước mùa hè năm tới, khi sao chổi Chury tiến sát lại Mặt trời. Một nhà khoa học dự đoán, đến thời điểm đó sao chổi « sẽ hoạt động (điên cuồng) như quỷ sứ, vì ở rất gần Mặt trời », và Philae hy vọng nhờ thế có đủ năng lượng để thức dậy và tiếp tục các hoạt động nghiên cứu. Dù sao thì, với những gì đã được thực hiện trong giai đoạn một, trạm nghiên cứu của Cơ quan không gian Châu Âu cũng đã hoàn thành phần lớn những nhiệm vụ chính. Toàn bộ 10 phương tiện thăm dò trên Philae đều được đưa vào sử dụng. Marc Pircher, giám đốc CNES – Cơ quan không gian Pháp -, có trụ sở tại Toulouse, một trong bốn cơ sở của Châu Âu đồng triển khai chương trình thám hiểm, nhận xét : « Philae đã hoàn tất 80% phần việc (dự định) ».

images (6)

Nhiều phát hiện ngoài dự đoán

Trong những tuần tới các kết quả phân tích đầu tiên thông tin Philae gửi về từ Chury sẽ được công bố đến công chúng. Theo nhận định ban đầu của một giám đốc khoa học phụ trách chương trình đổ bộ Philae, thì các tính chất của bề mặt sao chổi Chury, theo các thông tin mới nhận được, « dường như hoàn toàn khác với những gì được dự đoán ». Những thông tin rất được mong đợi từ Philae liên quan đến các mẫu vật thu được từ mũi khoan thăm dò, mà may mắn thay trạm nghiên cứu tự động tí hon đã thực hiện thành công, sẽ giúp cho các nhà thiên văn học soi sáng những giả thuyết về nguồn gốc sự sống trên Trái đất, về sự hình thành của hệ Mặt trời, cách nay hơn 4 tỷ năm. Bởi các sao chổi được coi là những vật thể nguyên thủy nhất, mang chứa những thông tin « nguyên vẹn » về cái thuở ban đầu.

Những gì mà Philae thu được tại chỗ có rất nhiều khác biệt so với những gì mà các nhà khoa học hình dung từ trước cũng là nhận định của Jean-Pierre Bibring, nhà thiên văn học Pháp, chuyên gia về hệ Mặt trời, người phụ trách chính của chương trình thám hiểm sao chổi Chury với trạm tự hành Philae, chương trình được khởi sự cách nay hai thập kỷ.

Bề mặt sao chổi Chury được ghi nhận là rất tối, một phần do địa hình ở đây hết sức gồ ghề. Đây cũng là nguyên nhân khiến Philae rất khó khăn mới có thể bám được vào sao chổi. Một điểm ngạc nhiên khác là vùng hoạt động chủ yếu (tức vùng thoát khí và bụi của sao chổi) lại không phải là nơi đối diện nhiều nhất với Mặt trời, như ta thường nghĩ. Bằng quang phổ kế, Rosetta còn xác định được thiên thể toát ra những mùi rất khó chịu, tựa như trứng thối và chuồng trại (“Les nombres surprises de la comète 67P”, Le Figaro, 12/11/2014). Sau khi Philae « tiếp đất », trong khi mọi người đặc biệt chú ý đến những những hình ảnh mới ghi nhận được truyền đi, nhưng một điểm gây ngạc nhiên khác, được nhà khoa học Đức Karl-Heinz Glaßmeier, phụ trách Consortium Plasma RPC (một trong các nhóm thiết bị nghiên cứu chủ yếu của phi thuyền Rosetta), cho biết : Chury phát ra cả một « bản nhạc » không lời, mà các tiết tấu của nó là những dao động của từ trường quanh thiên thể. Tần số hết sức thấp, « bản nhạc » phải phóng đại lên 10.000 lần để tai người có thể nghe được. Hiện tại, nguồn gốc của thứ âm nhạc lạ này đang tiếp tục được tìm hiểu.

images (5)

Mắt xích thiếu » của quá trình xuất hiện sự sống

Sau khi Philae hạ cánh thành công, tuần báo Le Point có cuộc phỏng vấn với nhà thiên văn Jean-Pierre Bibring, đồng phụ trách khoa học chương trình thám hiểm bề mặt sao chổi Chury với phòng thí nghiệm tự động nói trên. Ông Jean-Pierre Bibring nhấn mạnh đến các mục tiêu của cuộc thám hiểm không gian, trong đó giả thuyết sao chổi mang lại các yếu tố quyết định để giải thích việc sự sống xuất hiện trên Trái đất là một động lực chủ yếu.

« Mục tiêu khoa học của chúng tôi là hiểu được sao chổi lý do nào khiến sao chổi hoạt động và đặc biệt là cấu tạo của nó. (…) Chắc chắn chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về bản thân sao chổi, nhưng đồng thời chúng ta cũng hy vọng tìm được những đáp án chưa từng có về nguồn gốc và sự tiến hóa của toàn bộ các vật thể trong hệ Mặt trời, với sự đa dạng hết sức lớn của chúng : tại sao Trái đất lại là Trái đất, Trái đất lại khác với Hỏa tinh, Hỏa tinh lại khác với Kim tinh… Cuối cùng, chúng ta hy vọng sẽ có thể tìm ra các thành tố kỳ diệu, các phân tử cấu thành cái mắt xích còn thiếu, mà chính nhờ nó mà Trái đất và một số hành tinh khác có thể tạo nên được các hình thức vật chất phức tạp hơn và từ đó mà sự sống xuất hiện.

(…) Cách đây không lâu, phổ biến một tư tưởng cho rằng các viên gạch của sự sống (hay các thành tố cơ bản của sự sống) là các phân tử rất nhỏ bé, trong điều kiện năng lượng cao, đã cho phép tổng hợp được các axit amin, đường và nhiều phân tử cần thiết cho sự sống khác. Hiện nay, ta thấy rằng sự việc có thể là khác, những viên gạch của sự sống có thể là các phân tử có độ phức tạp khá cao, tồn tại trước khi các hành tinh ra đời. Theo giả thuyết này, chính các sao chổi đã đưa các phân tử loại này tới Trái đất. Có thể chính các sao chổi đã mang tới Trái đất những mầm mống của sự sống, với thứ vật chất nguyên thủy – được ướp giữ trong băng đá – hình thành trước khi hệ Mặt trời xuất hiện. »

Về điểm này, (trả lời phỏng vấn nhật báo La Croix, ngày 13/11) chuyên gia về sinh học phân tử Marie-Christine Maurel – Giáo sư Đại học Paris VI Pierre và Marie Curie – giải thích : « Từ môi trường được gọi là ‘‘món súp nguyên thủy tiền sinh học (la soupe pré-biotique)’’ mà nổi lên các phân tử đơn giản như các axit amin, cũng như các phân tử lớn hơn và phức tạp hơn, như các nucleotide hay các đại phân tử axit nucleic (với hai dạng thức phổ biến ADN và ARN), cơ sở của hệ mã di truyền thông tin qua gen ».

8707755

Vẫn theo chuyên gia sinh học phân tử Marie-Christine Maurel, thể giới sơ khai nhỏ bé của các phân tử được tổ chức với việc phân chia thành các túi có màng axit béo, rồi thành các thực thể đơn bào. Cuối cùng, chính trong môi trường này đã diễn ra những giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành sự sống, kết thúc với sự ra đời của các thực thể đa bào.

Từ phi thuyền Rosetta, thông qua quang phổ kế, các nhà nghiên cứu đã xác nhận được các dấu hiệu cho thấy trên sao chổi Chury, có khả năng tồn tại các chất tiền thân của nucleotide hay đường, các yếu tố tạo thành bộ xương của các đại phân tử axit nucleic như đã nói ở trên. Chuyên gia sinh học phân tử Marie-Christine Maurel khẳng định, việc sử dụng kỹ thuật sắc ký (chromatographie) để phân tích các mẫu vật mà Philae thu được trực tiếp trên sao chổi Chury sẽ mang lại các bằng chứng không thể phủ nhận được, cùng với một số đo lường khác, khẳng định sự tồn tại của « các viên gạch của sự sống » trong lòng sao chổi, được coi là « cuốn sử sống » ghi dấu quá trình hình thành và tiến hóa của Thái dương hệ của chúng ta.

Trả lời câu hỏi của bạn đọc Le Monde (ngày 13/11), nhà thiên văn học Philippe Lamy – thành viên của chương trình thám hiểm sao chổi Chury, cho biết các phương tiện trên phi thuyền Rosetta cũng ghi nhận được các tương quan giữa hai chất deutérium/hydrogène có mặt trong « nước » trên sao chổi Chury (tồn tại chủ yếu dưới dạng băng). Đây là các yếu tố cho phép các nhà khoa học lý giải rõ thêm nguồn gốc của nước trên Trái đất. Kết quả hiện tại đã được biết, nhưng sẽ chỉ được công bố trong những tuần tới trên tạp chí Science.

Philae : « Phần ngon nhất trên chiếc bánh ga tô »

Nói đến chương trình nghiên cứu sao chổi Chury, Philae chỉ đảm nhận 20% công việc toàn thể. 80% còn lại thuộc về phi thuyền Rosetta.

Trong cuộc tọa đàm với chương trình tạp chí Khoa học của RFI, nhà thiên văn học Pháp Anny-Chantal Levasseur-Regourd, chuyên gia về sao chổi và thiên thạch, nhận xét :

« Philae, tôi gọi là phần ngon lành nhất (quả sơri) của một chiếc bánh ga tô. Bây giờ thì nó rõ là phần ngon lành nhất trên phần nhân của sao chổi. Nó mang lại những thông tin hết sức quý giá trên thực địa, nhưng ngay cả khi không có sự hiện diện của trạm thực nghiệm tự hành này, từ vài tháng nay, hiểu biết của chúng ta về sao chổi đã tăng lên một cách không thể tưởng tượng nổi.

rosetta001_0

Cho đến gần đây, các phi thuyền không gian chỉ bay lướt qua một số sao chổi được nghiên cứu với vận tốc cực nhanh, khoảng 200.000 km/giờ. Chuyến khảo sát chậm rãi nhất cũng với tốc độ 20.000 km/giờ. Còn hiện tại phi thuyền Rosetta bám theo sao chổi Chury với vận tốc gần như bằng không. Chúng ta thấy rất rõ những gì diễn ra trên sao chổi, đặc biệt với khoảng cách chừng 10 km, chứ không phải cả trăm cây số như những lần trước. Như vậy, chúng ta phát hiện ra tình trạng địa chất hết sức đặc biệt của sao chổi, với những tầng địa chất chồng lên nhau, những hình thù giống như miệng núi lửa – do các va chạm với những vật thể từ bên ngoài, những ống khói – nơi hơi từ lòng sao chổi thoát ra… Một phát hiện hoàn toàn mới mẻ có thể so với những gì chúng ta trải qua trong thập niên 1960, với chuyến du hành tới sao Kim, bất ngờ phát hiện ra hành tinh này được bao phủ bởi những tầng mây dầy tổng cộng tới 30 cây số, khiến ta không thể quan sát được, ngược lại với trường hợp sao chổi mà chúng ta có thể quan sát được hiện nay ».

Từ nay cho đến giữa tháng 8/2015, khi sao chổi Chury tiến gần nhất với Mặt trời sẽ còn nhiều diễn biến bất ngờ. Ngay từ khoảng thời gian từ tháng 3 đến tháng 5 năm nay, dù ở khoảng cách bốn đơn vị thiên văn (ua/unité astronomique) so với Mặt trời (tương đương 600 triệu km), sao chổi Chury đã phun ra các luồng mây khí và đuôi bụi dài khoảng 1.300 km (CNES, 15/05/2014). Xin nhắc lại là khoảng cách trung bình giữa Trái đất chúng ta với Mặt trời là một đơn vị thiên văn, tương đương gần 150 triệu km. Đây cũng là khoảng cách gần với Mặt trời nhất của sao chổi Chury, theo dự kiến. « Hoạt động bất ngờ này của sao chổi Chury nhắc lại rằng giới khoa học hiện tại còn hiểu biết ít về sao chổi ». Trong một năm tới, phi thuyền Rosetta sẽ còn nhiều lần thay đổi vị trí để ghi nhận được đầy đủ các thông tin về quá trình « hoạt động » (bốc hơi, phát khí, tán xạ…) của sao chổi, dưới tác động của Mặt trời.

Khi Tchourioumov và Guerrasimenko phát hiện ra sao chổi 67P, hai nhà thiên văn học người Ukraina ắt hẳn không thể tưởng tượng được rằng gần nửa thế kỷ sau, con người lại tiếp cận được với thiên thể nhỏ bé, xa xôi này. Hiện tại, cho đến nay, giới thiên văn cũng chưa biết vì sao vị khách vừa xa lạ, vừa thân thuộc, mang tên « Chury » lại đột ngột rời khỏi không gian xa xôi bên rìa hệ Mặt trời, nơi nhiệt độ xấp xỉ không tuyệt đối (tương đương -273° C), để tới thường trú trong vùng không gian « ấm áp » giữa Trái đất và Mộc tinh (“Reeves : Rosetta, à la recherche des origines de la vie”, Le Point, 18/11/2014).

Kể từ khi được phát hiện tới nay, Chury chuyển động ổn định, với chu kỳ 6 năm 7 tháng. Sao chổi đầu tiên mà con người tiếp cận được sẽ biến chuyển ra sao ? Chury sẽ mang lại những thông tin nào để giúp chúng ta hiểu rõ hơn nguồn gốc của sự sống và quá trình hình thành hệ Mặt trời ? Những tuần tới, tháng tới, chúng ta hy vọng các kết quả nghiên cứu sẽ lần lượt được các nhà thiên văn học Châu Âu công bố.

Theo RFI/FM974 TDc

Bình luận bài viết

Bình luận

0 Comments

No comments!

There are no comments yet, but you can be first to comment this article.

Leave reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *