Bom thiên thạch!

Tuy nội dung các bộ phim trên hoàn toàn hư cấu nhưng chủ đề lại được xây dựng trên các nghiên cứu khoa học không gian nghiêm túc. Liệu Trái đất có thể bị tấn công theo cách tương tự?

Phóng to

Các công nhân đang khắc phục thiệt hại của tòa nhà sau khi thiên thạch bay qua bầu trời thành phố Chelyabinsk ngày 15-2 - Ảnh: Reuters

Bom thiên thạch là gì?

Thứ sáu ngày 13-4-2029, lúc 4g36 (giờ GMT, 11g36 giờ VN), một thiên thạch khổng lồ bề ngang 250m tên “99942 Apophis” (đặt theo tên Thần bóng tối và hủy diệt của Ai Cập) sẽ trượt qua quỹ đạo Mặt trăng và phóng thẳng về Trái đất với vận tốc hơn 45.061km/giờ, tung ra năng lượng kinh khủng bằng 65.000 quả bom nguyên tử thả xuống Hiroshima, đủ để xóa sạch một quốc gia hoặc tạo ra trận sóng thần cao 243m!

Các nhà khoa học cho biết khả năng Apophis sượt cách Trái đất ở khoảng cách 28.968km-33.474km là 99,7%. Theo đơn vị thiên văn, khoảng cách 32.186km rất gần, nằm trong quỹ đạo của hệ thống vệ tinh liên lạc toàn cầu…

Vài giờ sau khi sống trong bóng tối, cư dân châu Âu, châu Phi và Tây Á sẽ thấy một vật thể như ngôi sao sáng trung bình lướt từ phía tây qua chòm sao Cancer, khiến nó (Apophis) trở thành thiên thạch đầu tiên có thể nhìn thấy bằng mắt thường trong lịch sử thiên văn.

Theo tính toán, khả năng Apophis đập vào Trái đất cao hơn nếu nó bay cách Trái đất 30.405km và đi xuyên qua “lỗ khóa lực hấp dẫn” - vùng không gian nhỏ (đường kính khoảng 609m), nơi lực hút Trái đất có thể khiến làm chệch đường đi thiên thạch (và làm nó va vào hành tinh chúng ta). Nếu rớt trúng Trái đất, chẳng hạn ngoài đại dương, Apophis có thể tạo một hố rộng 8km, sâu 2.743m trong lòng biển, hình thành trận sóng thần kinh hoàng đập tan nát California!

Năm 1998, nhà địa vật lý Dallas Abbott thuộc Đại học Columbia có một suy luận đột phá. Từng quan sát các hố thiên thạch trên Trái đất cũng như dưới lòng biển, Abbott phát hiện nhiều bằng chứng cho thấy vô số thiên thạch hoặc sao chổi từng hạ cánh xuống Trái đất một cách “nhẹ nhàng” gần đây - xét theo thời gian tính của địa chất học. Nếu Abbott đúng, có khả năng khi độc giả đang xem bài báo này thì vài thiên thạch nào đó đang lẳng lặng rơi xuống đại dương.

Abbott tin rằng một thiên thạch đường kính khoảng 300m đã rơi tõm xuống vịnh Carpentaria (bắc nước Úc) vào năm 536. Một thiên thạch to chừng đó rơi với vận tốc hơn 80.000km/giờ có thể sinh ra năng lượng tương đương 1.000 quả bom nguyên tử. Mảnh vụn, khí và bụi sinh ra từ vụ va chạm kinh thiên động địa có thể đã “bít” ánh sáng Mặt trời, tạm thời làm lạnh Trái đất và khiến vụ mùa thất bát trong năm 536 và 537.

Cùng nhiều nhà khoa học, Abbott tin rằng khả năng thiên thạch tấn công Trái đất đang ở tình trạng báo động. Năm 1992, nhà thiên văn David Jewitt thuộc Đại học Hawaii và Jane Luu thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã làm choáng váng thế giới khi công bố phát hiện vành đai Kuiper gần quỹ đạo sao Hải Vương với vô số thiên thạch và sao chổi đang bay hướng ra ngoài.

Từ Trái đất có thể nhìn thấy ít nhất 1.000 vật thể khổng lồ bu quanh Kuiper, với đường kính 100km hoặc hơn, lớn hơn nhiều so với thiên thạch từng khiến diệt chủng khủng long. Được gọi là “sát thủ hành tinh”, chúng có thể xóa sổ hành tinh chúng ta trong chớp mắt nếu rơi trúng. Ngoài vành đai Kuiper còn có một vùng giả định gọi là đám mây Oort, được tin đang chứa chấp hàng tỉ tỉ sao chổi.

Vài thập niên gần đây, một số nhà thiên văn đưa ra giả thuyết rằng sự dịch chuyển của Thái Dương hệ trong Ngân hà đã làm biến đổi lực hút đối với Mặt trời và những gì quay quanh nó. Thái Dương hệ, theo chu kỳ, có thể đi ngang gần các ngôi sao hoặc nhóm ngôi sao mà lực hút của chúng ảnh hưởng lên đám mây Oort, khiến đám sao chổi và thiên thạch trong đó bị mất “neo” và cuối cùng “rơi” ra khỏi khu vực rồi lao tứ tán khắp vũ trụ như bầy ong vỡ tổ và vài trong số đó sẽ trực chỉ về hướng Trái đất!

Phóng to

Đường đi của thiên thạch trên bầu trời thành phố Chelyabinsk (Urals - Nga) hôm 15-2-2013

Trời sập!

Nguyên cớ gì khiến thiên thạch (có thể) lao về Trái đất mà không phải hành tinh nào khác và hiện tượng bom vũ trụ khởi nguồn từ đâu? Thiên thạch và cả sao chổi được tin là những mảnh vụn còn sót lại vào buổi bình minh của quá trình hình thành Thái Dương hệ cách đây hơn 4 tỉ năm.

Từ những ngày đầu của sự sống trên Trái đất cho đến cú va chạm kinh khủng của sao chổi Shoemaker-Levy 9 với sao Mộc năm 1994, các “mảnh vụn” đó luôn đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình cơ bản góp phần định dạng cấu trúc hành tinh mà chúng ta đang sống. Sao chổi là các vật thể bằng băng, đá và cả những khối hữu cơ, có đường kính vài kilômet. Sao chổi được sinh ra từ một khu vực nằm ngoài các quỹ đạo của những hành tinh xa xôi nhất.

Khi sao chổi lạc lối vào khu vực cực nóng của Thái Dương hệ, băng trong nhân sao chổi bắt đầu bốc hơi rồi bắn tung tóe. Chất khí thoát ra từ quá trình vừa nói lại tạo ra một bầu khí quyển bao bọc quanh nhân sao chổi mà người ta gọi là đầu sao chổi, đồng thời đám bụi trước đó nằm trong nhân bây giờ hình thành nên cái đuôi, có thể dài hàng ngàn kilômet và to đến độ đôi khi có thể thấy từ Trái đất.

Nhưng chuyện sao chổi thì có liên quan gì đến bom vũ trụ? Chính sao chổi là một trong những kẻ thích tấn công Trái đất nhất. Cách đây hàng triệu năm, sao chổi đã đụng vào Trái đất nhiều lần, tạo ra những đại dương, bầu khí quyển và khí hậu thuở hồng hoang. Thậm chí, có thể sao chổi đã gieo các phân tử chứa carbon đầu tiên, kích hoạt quá trình hình thành sự sống trên địa cầu.

Bây giờ thử quan sát thiên thạch. Hầu hết thiên thạch đều bằng đá nhưng cũng có vài “viên” chứa kim loại như nickel và sắt. Kích cỡ thiên thạch đủ loại, nhỏ bằng nắm tay hay to bằng cả quả núi với đường kính hàng trăm kilômet. Một nhóm nhỏ trong cộng đồng thiên thạch có lẽ hình thành từ các sao chổi bị cháy và băng của chúng đã bốc hơi rồi bị tống vào không gian. Hầu hết thiên thạch thuộc về Vùng đai thiên thạch chính (Main Asteroid Belt) với các quỹ đạo nằm trong lãnh thổ cực rộng giữa sao Hỏa và sao Mộc.

Trong quá khứ, nhiều lần thiên thạch đã rơi xuống Trái đất. Thông thường các thiên thạch nhỏ hiếm khi đâm xuống được mặt đất của hành tinh chúng ta vì đã bị cháy tan tành trên đường đi, tạo ra một vết sáng lộng lẫy mà người ta gọi là “sao băng”. Tuy nhiên, thiên thạch to có thể dễ dàng lọt xuống Trái đất, tạo ra “hố bom vũ trụ” như hố Thiên thạch ở bang Arizona (Mỹ) rộng hàng dặm.

Thiên thạch cũng được tin là tác nhân đầu tiên phá hủy môi trường sống trên Trái đất, làm tuyệt chủng loài khủng long cách đây khoảng 65 triệu năm. Cách đây hơn 100 năm, ngày 30-6-1908, một thiên thạch nhỏ đã rơi xuống vùng Tunguska thuộc Siberia, hạ gục vô số cây cối trong diện tích rộng hàng trăm kilômet vuông. Không chỉ tấn công Trái đất, thiên thạch có thể rơi xuống bất cứ đâu chúng thích.

Các nhà khoa học tin rằng những hố sâu khổng lồ trên Mặt trăng là do đá vũ trụ gây ra. Tuy nhiên, nhân loại vẫn sẽ tồn tại rất lâu bởi vì trung bình mỗi 100.000 năm mới có một vụ thiên thạch đáp xuống Trái đất và mỗi 500.000 năm mới có một vụ sao chổi nhúng đuôi vào hành tinh chúng ta (theo dõi đường đi Apophis bằng radar suốt hè năm 2006 cho thấy khả năng Apophis đi xuyên “lỗ khóa” là 1/45.000 - theo Michael DeKay thuộc Trung tâm liên lạc và nhận biết hiểm họa, Đại học Carnegie Mellon).

Các dự án phòng bị

Nghiên cứu cho thấy số thiên thạch và sao chổi xuất hiện cận Trái đất ngày càng nhiều. Năm 1980 chỉ có 86 “tên” được ghi nhận, năm 1990 có 170 “tên”, rồi năm 2000 là 921. Tính đến tháng 5-2008, lực lượng “thạch tặc” đã tập hợp được 5.388 “tên”! Năm 1998, người ta ước phỏng có 244 cục đá trời lởn vởn khu vực cận Trái đất, với đường kính 1km hoặc hơn (đủ để gây trời long đất lở trên hành tinh chúng ta). Số lượng được ghi nhận thời điểm hiện nay là 741! NASA cho rằng có thể có 20.000 thiên thạch và sao chổi với nguy cơ tiềm tàng hiện đe dọa sự sống Trái đất.

Làm gì để đề phòng bom vũ trụ nếu chẳng may hiện tượng này xảy ra? NASA đã tung ra hơn 1 tỉ USD để nghiên cứu tường tận hơn về sao chổi và thiên thạch. Theo NASA, một viên “đại bác” 1 tấn bắn vào Apophis với vận tốc 8.000km/giờ có thể là một trong những giải pháp. Trong thực tế, kỹ thuật này không là giả tưởng. Năm 2005, NASA đã bắn thành công ngoạn mục “viên đại bác” Deep Impact vào sao chổi Tempel 1.

Một trong những kỹ thuật nữa là dùng thiết bị lực hút bay trên Apophis để lôi thiên thạch đi chệch hướng. Năm 2005, cựu phi hành gia Rusty Schweickart (từng du hành Mặt trăng năm 1969 bằng tàu Apollo 9) đã yêu cầu (nguyên) giám đốc NASA Michael Griffin tiến hành sứ mạng đặt một hệ thống nhận - phát tín hiệu vô tuyến trên bề mặt Apophis để theo dõi chính xác đường đi và hướng dịch chuyển của thiên thạch.

Năm 1998, Quốc hội Mỹ từng yêu cầu NASA theo dõi tất cả thiên thạch có đường kính ít nhất 1km. Kết quả, theo Spaceguard Survey, hiện có khoảng 75% trong 1.100 thiên thạch đường kính ít nhất 1km hiện diện trong vũ trụ. Hiện thời, kế hoạch của NASA là theo dõi các thiên thạch có đường kính 140m (nhỏ hơn 1/2 so với Apophis nhưng đủ để làm Trái đất chấn động dữ dội). Hơn 4.000 thiên thạch loại này đã được “đánh dấu” và NASA dự đoán có thể có đến 100.000 thiên thạch mini đang tồn tại.

Nhận biết thiên thạch là vấn đề tương đối đơn giản. Xác định quỹ đạo của chúng mới thật sự phức tạp. Các nhà thiên văn tại Trạm quan sát quốc gia Kitt (Arizona) phát hiện thiên thạch Apophis vào tháng 6-2004. Để Apophis không đụng vào Trái đất, bài toán đặt ra là không để nó chui ngang “lỗ khóa lực hấp dẫn”. Tính toán cho biết nếu người ta có thể thay đổi vận tốc Apophis chỉ khoảng 78m/ngày trong liên tục ba năm, quỹ đạo của nó sẽ bị ảnh hưởng khoảng gần 2km, đủ để thiên thạch không lọt vào cái “lỗ kim” trong vũ trụ và đâm vào Trái đất.

Hiện thời, các nhà khoa học quan sát thiên thạch bằng: (1) hệ thống dò tìm thiên thạch cận Trái đất (Near Earth Asteroid Tracking - NEAT) đặt tại núi Haleakala ở Hawaii, do NASA và không quân Mỹ quản lý; (2) hệ thống quan sát không gian (Spacewatch) đặt tại đỉnh Kitt do Đại học Arizona quản lý; (3) chương trình quan sát Lowell (LONEOS) ở Flagstaff tại bang Arizona. Ngoài ra, NASA còn hợp tác với các nhà khoa học khác trên thế giới với liên lạc và trao đổi thông tin tiến hành 24/24.