Hình mô phỏng nhìn ngang quỹ đạo của Trái Đất và của tiểu hành tinh Trojan 2010 TK7 (màu xanh lá cây) cho thấy chuyển động thẳng đứng của tiểu hành tinh tương đối so với Trái Đất qua quá trình nhiều năm. Tiểu hành tinh này được phát hiện bởi kính thiên văn WISE của NASA và tạo nên lớp tiểu hành tinh Trojan đầu tiên trong các điểm Lagrange của Trái Đất. Bản quyền ảnh: CREDIT: Paul Wiegert, The University of Western Ontario.

Đây là một tiểu hành tinh đầu tiên được tìm kiếm từ lâu đồng hành với Trái Đất và vừa được phát hiện, một tảng đá không gian mà luôn luôn nhảy múa trước mặt hành tinh dọc theo đường quỹ đạo của nó, chỉ ngay phía bên kia tầm vươn tới của nó.

Tiểu hành tinh này, được đặc tên là 2010 TK7, kéo dài gần 300 mét và hiện đang dẫn đầu Trái Đất khoảng 80 triệu km.

Tiểu hành tinh lần đầu tiên mở ra một lớp mới gọi là Trojans của Trái Đất, một lớp gồm đá vũ trụ tiềm năng có thể dễ dàng tiếp cận hơn so với mặt trăng, mặc dù các tiểu hành tinh thành viên có thể nằm cách xa hơn hàng chục lần, các nhà nghiên cứu cho biết. Tiểu hành tinh như vậy, từ lâu đã bị nghi ngờ nhưng đã không được xác nhận cho đến bây giờ, và một ngày nào đó nó có thể là điểm đến có giá trị cho các sứ mệnh nghiên cứu, đặc biệt là nó có thể mang các yếu tố hiếm có so với trên bề mặt Trái Đất, họ cho biết thêm.

Để tưởng tượng vị trí của các tiểu hành tinh Trojans, hình dung Mặt Trời và Trái Đất như là hai đỉnh trong một tam giác đều. Điểm còn lại tương tự như vị trí của Trojan, hoặc còn gọi là điểm Lagrange sau khi nhà toán học Lagrange phát hiện ra chúng. Mặt Trời và Trái Đất có hai điểm như vậy, một điểm dẫn đầu Trái Đất, được gọi là điểm L-4, và một điểm đằng sau, là L-5.

Mặt trời và các hành tinh khác cũng có điểm Lagrange, và tiểu hành tinh đã được nhìn thấy ở những cổ phiếu Mặt Trời với sao Mộc, sao Hải Vương và sao Hỏa. Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ Mặt Trời và Trái Đất cũng có Trojans, nhưng các vật thể đồng hành này chủ yếu nằm trên bầu trời ban ngày của Trái Đất, làm cho chúng phần lớn bị che bởi ánh sáng Mặt Trời.

Bây giờ, với sự trợ giúp của Vệ Tinh Thám Hiểm Hồng Ngoại Trường Rộng (WISE) được phóng vào năm 2009, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra tiểu hành tinh Trojans đầu tiên của Trái Đất, một tảng đá phần lớn thời gian nằm tại điểm L-4 của Mặt Trời-Trái Đất.


Vệ tinh WISE của NASA đã xác định được tiểu hành tinh Trojan đầu tiên. Vật thể này, tiểu hành tinh 2010 TK7, có quỹ đạo khoảng 80 triệu km phía trước Trái đất và rộng khoảng 300m. Bản quyền ảnh: NASA.

Tiểu hành tinh Trojan đầu tiên của Trái Đất

Tiểu hành tinh 2010 TK7 có một quỹ đạo kỳ lạ, hỗn loạn.

Tiểu hành tinh Trojan thường không có quỹ đạo ngay tại các điểm Lagrange mà là theo một vòng lặp hình con nòng nọc, do lực hấp dẫn của các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, quỹ đạo hình con nòng nọc của 2010 TK7 lớn bất thường, ở những thời điểm ghi nhận nó hầu như nằm xa ở phía đối diện của Mặt Trời từ Trái Đất.

"Tiểu hành tinh này vận động thú vị hơn so với điều tôi nghĩ rằng chúng tôi sẽ tìm thấy," đồng tác giả nghiên cứu Martin Connors phát biểu - một nhà thiên văn học tại Đại học Athabasca ở Canada. "Có vẻ nó đang vận động khác với những tiểu hành tinh Trojans trước đây. Mặc dù vậy, nó đang thể hiện một số vận động cực độ để giúp nó di chuyển đủ xa ra khỏi điểm Lagrange của nó và đi vào tầm nhìn của chúng ta."

Connors và nhóm của ông bắt đầu nghiên cứu của họ đối với một tiểu hành tinh Trojan của Trái Đất bằng cách sử dụng các dữ liệu từ dự án săn lùng sao chổi và tiểu hành tinh cỷa WISE, được gọi là NEOWISE, được đặt tên theo dự án Các Vật Thể Gần Trái Đất và WISE.

Kính viễn vọng WISE quét toàn bộ bầu trời trong vùng ánh sáng hồng ngoại từ tháng Một năm 2010 đến tháng Hai 2011, cuộc săn lùng đưa ra hai ứng cử viên, một trong số đó, 2010 TK7, được xác nhận là một tiểu hành tinh Trojan của Trái Đất sau khi quan sát theo dõi tại Đài quan sát Canada-Pháp-Hawaii tại Mauna Kea, Hawaii.

Các nhà nghiên cứu đã tính toán quỹ đạo của tiểu hành tinh chính xác đến mức xác định được vị trí của nó trong 10,000 năm tới - 2010 TK7 sẽ không tiếp cận Trái Đất gần hơn 20 triệu km, hơn 50 lần các khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng.

Amy Mainzer, điều tra viên chính của NEOWISE tại Phòng thí nghiệm Động cơ đẩy Phản lực của NASA, người không nằm trong nhóm nghiên cứu cho biết: "Trái Đất như thể rượt lòng vòng tiểu hành tinh này."

Thực tế là 2010 TK7 vận động hổn loạn đến mức để làm nó đi ra xa điểm Trojan khá ổn định của nó, tiên đoán rằng nó chỉ vừa đủ để mắc kẹt ngay tại đó, có lẽ chỉ mới bị xáo trộn gần đây từ vị trí nguyên thuỷ. Các nhà nghiên cứu sẽ chạy các mô hình máy tính về quỹ đạo của nó để tìm những gì đã xảy ra, Connors cho biết.

Tiểu hành tinh 2010 TK7 có thể sẽ được công nhận là tiểu hành tinh Trojan đầu tiên của Trái Đất, nhưng có một số khối đá vũ trụ đã biết tồn tại trong quỹ đạo tương đối ổn định lân cận hành tinh chúng ta. Chúng bao gồm các tiểu hành tinh Cruithneand 2010 SO16, mà có quỹ đạo hình móng ngựa rộng lớn, và ít nhất hai loại khác nữa. Nhưng cả hai loại tiểu hành tinh kia đều không phù hợp với kiểu hành tinh Trojan.

Vẫn còn nhiều điều chưa biết

Cho đến nay 2010 TK7 không có một tên chính thức nào. "Quỹ đạo của nó cần được làm rõ như đinh đóng cột trước khi xem xét tới việc đặt tên, do đó, sẽ mất một vài năm quan sát trước khi đội WISE có thể cung cấp cho nó một tên", Connors cho biết.

Không có thông tin màu sắc của 2010 TK7 được công bố để làm sáng tỏ thành phần cấu tạo. Về nguyên tắc các tiểu hành tinh có thể có vật chất cấu tạo tương tự như Trái Đất, nhưng bởi vì chúng nhỏ hơn, chúng sẽ tự lạnh nhanh hơn, có nghĩa rằng các chất nặng hơn sẽ không có thời gian để chìm xuống lõi của chúng như điểu xảy ra trên hành tinh của chúng ta.

Như vậy, yếu tố bất thường trên bề mặt của Trái Đất có thể sẽ dễ dàng thấy được trên các tiểu hành tinh.

"Chúng ta có thể khai thác những điều này một ngày nào đó", Connors cho biết.

Thật không may, 2010 TK7 không phải là một mục tiêu khả thi bởi vì nó di chuyển trên và dưới mặt phẳng của quỹ đạo Trái Đất, nghĩa là nó sẽ đòi hỏi một lượng lớn nhiên liệu để tiếp cận. Tuy nhiên, nếu các tiểu hành tinh Trojan khác tồn tại, chúng sẽ chứng mình việc tiếp cận là có thể.

Bây giờ mà các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một tiểu hành tinh như thế, “nó sẽ làm cho bạn tự hỏi rằng còn có các tiểu hành tinh như thế ngoài kia không", Connors cho biết. Ông nhấn mạnh hy vọng về mảng Kính Viễn Vọng Khảo Sát Toàn Cảnh Và Hệ Thống Phản ứng Nhanh (Pan-STARRS) của các kính thiên văn và máy ảnh giúp phát hiện các vật thể gần Trái Đất nhiều hơn nữa.

Chi tiết phát hiện được các nhà khoa học công bố chi tiết trên Tạp chí Nature số ngày 28 tháng 7.