Mặt trăng của chúng ta đã ăn rất nhiều các mặt trăng khác nhỏ hơn?

Chúng ta vẫn luôn tin rằng, vào hơn bốn tỷ năm trước - khi Trái đất còn bị các tiểu hành tinh va đập liên hồi trong một mớ hỗn độn, có một hành tinh khác với kích thước giống sao Hỏa – một hành tinh nhỏ theo giả thiết được gọi là “Theia” – va đập lung tung vào hành tinh sơ sinh của chúng ta, tạo ra khởi nguồn của tất cả các tác động. Từ va chạm này, đá nóng chảy đã nhồi đầy vào khoảng không và một số các mảnh vỡ hỗn hợp của Trái đất - Theia đã được kiên cố hóa và tạo thành Mặt trăng như ngày nay.

Tuy nhiên, nếu như nói rằng có một kịch bản khác về sự hình thành Mặt trăng chứ không phải là từ một tác động lớn duy nhất thì sao?

Quay trở lại khi đó, trong những năm mà hệ mặt trời đang hình thành, các tác động lớn hết sức phổ biến khi các vật thể hành tinh hấp dẫn và va vào quỹ đạo của nhau. Cuối cùng, hệ mặt trời tương đối ổn định và các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo mà chúng ta thấy hiện nay, thế nhưng không còn lại dấu hiệu nào của sự hỗn loạn khi đó nữa. Rất nhiều mặt trăng trong khắp hệ mặt trời đã được hình thành trong khoảng thời gian này – một số hình thành trực tiếp bởi các tác động từ những hành tinh mà hiện nay chúng đang quay xung quanh, một số khác thì đã từng là các tiểu hành tinh (hoặc là các mặt trăng của những hành tinh khác bị đày ải đến) gặp phải sức hút của các hành tinh mẹ hiện nay và bị giữ lại. Trong trường hợp của Trái đất - có khối lượng tăng lên nhanh chóng bởi một số lượng không thể đếm xuể các thiên thạch tác động vào trong thời kỳ hỗn loạn này – thì các tác động lớn sẽ hết sức phổ biến.

Theo một nghiên cứu mới được công bố hôm thứ Hai trên tạp chí về khoa học Nature Geoscience, những tác động nhiều mặt này đã tạo ra rất nhiều mặt trăng, và cuối cùng chúng đã kết hợp lại để tạo thành Mặt trăng ngày nay. Vì vậy, có lẽ không phải chỉ có một sự tác động khổng lồ duy nhất giữa Trái Đất và Theia.

Nhà khoa học Hagai Perets tới từ viện Công nghệ Technion – Israel cho biết về nghiên cứu của nhóm mình: “mô hình này cho thấy rằng Trái đất cổ xưa đã từng có rất nhiều mặt trăng, mỗi mặt trăng đó được hình thành từ các va chạm khác nhau với Trái đất nguyên thủy. Rất có thể sau này các mặt trăng đó đã bị đẩy ra xa, hoặc va chạm với Trái Đất hay với nhau để tạo thành các mặt trăng lớn hơn”.

Kịch bản thay thế này giả định rằng trong quá trình Trái đất hình thành, nó đã trải qua nhiều tác động lớn, mỗi tác động đã làm văng các mảnh vụn vào quỹ đạo để rồi chúng tập hợp lại nhờ lực hấp dẫn và tạo thành các mặt trăng nhỏ, hay còn gọi là “moonlet”. Khi mỗi mặt trăng nhỏ này được hình thành, nó đi vào quỹ đạo và từ từ dịch chuyển ra phía ngoài. Sau đó, một tác động khác lại lại làm những mảnh vụn mới văng vào trong quỹ đạo và hình thành nên một mặt trăng nhỏ khác. Những mặt trăng nhỏ mới hơn này có ảnh hưởng về lực hút lên các mặt trăng cũ hơn ở phía xa, và lực hấp dẫn lẫn nhau giữa chúng có thể gây ra một số bất ổn. Một số mặt trăng nhỏ sẽ bị ném ra xa, trong khi một số khác sẽ rơi trở lại Trái Đất. Nhưng một số khác nữa thì lại hợp nhất, tạo thành một mặt trăng với kích thước ngày càng tăng và hình thành nên cơ sở của Mặt trăng ngày nay.

Nhà khoa học Raluca Rufu ở Viện khoa học Weizmann, Israel và là trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng “kịch bản về nhiều lần tác động là một cách giải thích tự nhiên hơn nhiều về sự hình thành Mặt trăng. Rất có thể những mặt trăng nhỏ được hình thành qua quá trình này có thể vượt qua quỹ đạo, va chạm và hợp nhất”.

Chuỗi tác động này dường như phù hợp với sự hiểu biết của chúng ta về các mô hình hình thành Trái Đất ban đầu và không giả thiết rằng chỉ có một tác động duy nhất hình thành nên một mặt trăng duy nhất. “Một chuỗi dài gồm các mặt trăng va chạm lẫn nhau như vậy có thể từng bước tạo nên một mặt trăng lớn hơn và hình thành Mặt trăng mà chúng ta thấy ngày nay”.

Sự hình thành của mặt trăng là một chủ đề nóng trong giới địa chất học vũ trụ, và có rất nhiều chứng cứ hỗ trợ cho ý tưởng vệ tinh tự nhiên vĩnh cửu duy nhất của Trái Đất được hình thành bởi một va chạm lớn duy nhất. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều điều bí ẩn, và các mô phỏng giả thiết rằng có nhiều tác động đã từng bước đóng góp vào sự tăng trưởng của mặt trăng sẽ được xem là một ý tưởng thay thế hấp dẫn.

Rufu và các đồng nghiệp của mình không phải là những người đầu tiên đặt ra giả thuyết về kịch bản nhiều tác động. Một nghiên cứu khác được công bố năm 1989 cũng đưa ra khả năng này, tuy nhiên sau đó không còn nghiên cứu nào về đề tài này nữa.