Nằm rải rác trong các quỹ đạo xung quanh mặt trời là những mảnh đá vụn còn sót lại từ buổi bình minh của hệ mặt trời. Hầu hết các vật thể này, được gọi là planetoids hoặc tiểu hành tinh – có nghĩa là “giống như sao” – quỹ đạo giữa Sao Hỏa và Sao Mộc trong một nhóm được gọi là Vành đai Tiểu hành tinh Chính.
Vành đai tiểu hành tinh chính nằm xa Trái đất hơn 2,5 lần so với Trái đất so với mặt trời. Nó chứa hàng triệu tiểu hành tinh, theo NASA . Hầu hết chúng đều tương đối nhỏ, từ kích thước của những tảng đá đến đường kính vài nghìn feet. Nhưng một số lớn hơn đáng kể.
Nguồn gốc
Trong thời kỳ đầu của hệ mặt trời , bụi và đá quay quanh mặt trời bị lực hấp dẫn kéo lại với nhau thành các hành tinh. Nhưng không phải tất cả các thành phần đều tạo ra thế giới mới. Một khu vực giữa sao Hỏa và sao Mộc đã trở thành vành đai tiểu hành tinh.
Đôi khi mọi người tự hỏi liệu vành đai được tạo thành từ phần còn lại của một hành tinh bị hủy diệt hay một thế giới chưa hoàn toàn bắt đầu. Tuy nhiên, theo NASA , tổng khối lượng của vành đai này nhỏ hơn mặt trăng, quá nhỏ để có trọng lượng như một hành tinh. Thay vào đó, các mảnh vỡ được bảo vệ bởi Sao Mộc, giúp nó không kết hợp lại với các hành tinh đang phát triển khác.
Việc quan sát các hành tinh khác đang giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hệ mặt trời. Theo một lý thuyết đang phát triển được gọi là Grand Tack , trong 5 triệu năm đầu tiên của hệ mặt trời, sao Mộc và sao Thổ được cho là đã di chuyển vào phía trong về phía mặt trời trước khi đổi hướng và quay trở lại hệ mặt trời bên ngoài. Trên đường đi, họ sẽ phân tán vành đai tiểu hành tinh ban đầu trước mặt họ, sau đó gửi vật chất bay trở lại để lấp đầy nó.
“Trong mô hình Grand Tack, vành đai tiểu hành tinh đã bị thanh lọc ở giai đoạn rất sớm và các thành viên còn sống sót lấy mẫu một vùng lớn hơn nhiều của tinh vân mặt trời”, John Chambers thuộc Viện Khoa học Carnegie viết trong một bài báo “Quan điểm” được đăng trực tuyến trên các tạp chí Science .
Hệ mặt trời của chúng ta không phải là hệ duy nhất tự hào có vành đai tiểu hành tinh. Một đám mây bụi xung quanh một ngôi sao được gọi là zeta Leporis trông rất giống một vành đai trẻ. “Zeta Leporis là một ngôi sao tương đối trẻ – xấp xỉ tuổi mặt trời của chúng ta khi Trái đất hình thành”, Michael Jura cho biết trong một tuyên bố . “Hệ thống mà chúng tôi quan sát xung quanh zeta Leporis tương tự như những gì chúng tôi nghĩ đã xảy ra trong những năm đầu của hệ mặt trời khi các hành tinh và tiểu hành tinh được tạo ra.” Một giáo sư tại Đại học California, Los Angeles, Jura đã qua đời kể từ đó.
Các ngôi sao khác cũng có dấu hiệu của vành đai tiểu hành tinh, cho thấy điều đó có thể là phổ biến.
Đồng thời, các nghiên cứu về sao lùn trắng, những ngôi sao giống như mặt trời vào cuối vòng đời của chúng, cho thấy dấu hiệu của vật chất đá rơi xuống bề mặt của chúng cho thấy những vành đai như vậy là phổ biến xung quanh các hệ thống đang chết.
Các tiểu hành tinh, chẳng hạn như Itokawa, trong hình ở đây, được cho là giống như những đống gạch vụn kết dính với nhau một cách lỏng lẻo, hơn là những khối đá rắn chắc. (Tín dụng hình ảnh: ISAS / JAXA)
Thành phần
Hầu hết các tiểu hành tinh trong Vành đai chính đều được làm bằng đá và đá, nhưng một phần nhỏ trong số chúng có chứa kim loại sắt và niken. Các tiểu hành tinh còn lại được tạo thành từ sự pha trộn của những thứ này, cùng với các vật liệu giàu carbon. Một số tiểu hành tinh ở xa hơn có xu hướng chứa nhiều đá hơn. Mặc dù chúng không đủ lớn để duy trì bầu khí quyển, nhưng có bằng chứng cho thấy một số tiểu hành tinh có chứa nước.
Tiểu hành tinh được phân thành nhiều loại dựa trên thành phần hóa học và khả năng phản xạ của chúng, hay còn gọi là albedo.
- Tiểu hành tinh loại C chiếm hơn 75% các tiểu hành tinh đã biết. Chữ “C” là viết tắt của carbon, và bề mặt của những tiểu hành tinh cực kỳ tối này gần như có màu đen than. Các thiên thạch chondrite cacbon trên Trái đất có thành phần tương tự và được cho là những mảnh vỡ của các tiểu hành tinh lớn hơn. Trong khi các tiểu hành tinh loại C chiếm ưu thế trong vành đai, theo Cơ quan Vũ trụ Châu Âu , chúng chỉ chiếm khoảng 40% các tiểu hành tinh gần mặt trời hơn. Chúng bao gồm các nhóm con của loại B, loại F và loại G.
- Tiểu hành tinh loại S là loại phổ biến thứ hai, chiếm khoảng 17% các tiểu hành tinh đã biết. Chúng thống trị vành đai tiểu hành tinh bên trong, trở nên hiếm hơn ở xa hơn. Chúng sáng hơn và có niken-sắt kim loại trộn với sắt và magiê-silicat. “S” là viết tắt của silicaceous.
- Tiểu hành tinh loại M (“M” cho kim loại) là loại chính cuối cùng. Những tiểu hành tinh này khá sáng và hầu hết chúng được cấu tạo từ niken-sắt nguyên chất. Chúng có xu hướng được tìm thấy ở vùng giữa của vành đai tiểu hành tinh.
- Các loại tiểu hành tinh hiếm còn lại là loại A, loại D, loại E, loại P, loại Q và loại R.
Năm 2007, NASA đã thực hiện một sứ mệnh, Dawn , đến thăm Ceres và Vesta. Dawn đến Vesta vào năm 2011 và ở đó hơn một năm trước khi tiếp tục du hành để đến Ceres vào năm 2015. Nó sẽ ở trong quỹ đạo xung quanh hành tinh lùn cho đến khi kết thúc sứ mệnh.
Trong khi hầu hết vành đai tiểu hành tinh được tạo thành từ các vật thể đá, Ceres là một thiên thể băng giá. Những gợi ý về vật chất hữu cơ được Dawn phát hiện cho thấy nó có thể đã hình thành ở xa hơn trong hệ mặt trời trước khi hạ cánh xuống vành đai. Trong khi các sinh vật chỉ được nhìn thấy trên bề mặt, điều đó không có nghĩa là nhiều vật chất hơn có thể nằm trên hành tinh lùn.
Khám phá vành đai tiểu hành tinh
Johann Titius, một nhà thiên văn học người Đức ở thế kỷ 18, đã ghi nhận một mô hình toán học trong cách bố trí của các hành tinh và sử dụng nó để dự đoán sự tồn tại của một hành tinh giữa sao Hỏa và sao Mộc. Các nhà thiên văn đã lùng sục khắp các tầng trời để tìm kiếm thi thể mất tích này. Năm 1800, 25 nhà thiên văn học thành lập một nhóm được gọi là Cảnh sát Thiên thể , mỗi người tìm kiếm hành tinh mất tích ở 15 độ Hoàng đạo. Nhưng việc phát hiện ra thiên thể đầu tiên ở khu vực này đến từ một nhà thiên văn học người Ý Giuseppe Piazzi, một người không phải là tháng mười một: ông đặt tên cho nó là Ceres . Một thi thể thứ hai, Pallas, được tìm thấy sau đó hơn một năm.
Trong một số thời điểm, cả hai vật thể này được gọi là hành tinh. Nhưng tỷ lệ phát hiện ra những vật thể này ngày càng tăng, và đến đầu thế kỷ 19, hơn 100 vật đã được tìm thấy. Các nhà khoa học nhanh chóng nhận ra rằng chúng quá nhỏ để được coi là hành tinh, và họ bắt đầu gọi chúng là tiểu hành tinh.
