Những nghiên cứu mới nhất cung cấp chứng cứ cho thấy trong quá khứ sao Hỏa từng có vành đai vật chất bao quanh. Điều gì đã xảy ra với vành đai ấy?
Bằng chứng mới ẩn giấu trong vệ tinh Deimos – vệ tinh nhỏ hơn trong 2 vệ tinh tự nhiên của sao Hỏa. Deimos quay quanh sao Hỏa với góc nghiêng không lớn so với mặt phẳng xích đạo hành tinh. Góc nghiêng này có thể là kết quả của tác động hấp dẫn từ vành đai vật chất.
Các hệ thống vành đai không phải là hiện tượng hiếm gặp. Vành đai vật chất ngoạn mục nhất thuộc về sao Thổ, tuy nhiên những cấu trúc như vậy cũng xuất hiện xung quanh sao Thiên vương, sao Hải vương và sao Mộc. Hành tinh lùn Haumer cùng các tiểu hành tinh Chiron và Chariklo thuộc nhóm centaur (hành tinh vi hình) cũng có các vành đai.
Sao Hỏa từng có vành đai vật chất.
Vào năm 2017, một số nhà khoa học đưa ra giả thuyết, rằng trong quá khứ, sao Hỏa cũng có vành đai vật chất. Họ thực hiện mô phỏng đối với vệ tinh Phobos – vệ tinh lớn hơn của sao Hỏa và phát hiện ra rằng nó có thể hình thành trong kết quả va chạm tiểu hành tinh với sao Hỏa. Các mảnh vật chất bị ném ra không gian vũ trụ dần dần tạo thành vành đai, và từ đó Phobos xuất hiện. Hiện giờ, các nhà khoa học nghiên cứu thêm cả vệ tinh Deimos, và kết quả thu được tỏ ra phù hợp với các phân tích trước đó.
“Hiện tượng quỹ đạo Deimos không nằm trong cùng mặt phẳng với xích đạo sao Hỏa được cho là không đáng chú ý và không ai thử giải thích điều ấy. Tuy nhiên, khi chúng tôi nảy ra ý tưởng mới và quan sát hiện tượng này dưới góc nhìn mới, chúng tôi nhận ra rằng sự lệch quỹ đạo của Deimos hé lộ nhiều điều bí ẩn” – nhà thiên văn học Matija Cuk ở Viện Tìm kiếm Trí thông minh ngoài Trái đất (SETI Institute), cho biết.
Góc lệch quỹ đạo Deimos không lớn – chỉ 1,8 độ so với xích đạo sao Hỏa. Ngoài ra, quỹ đạo của vệ tinh này là hoàn toàn bình thường: Deimos quay quanh sao Hỏa một vòng hết 30 giờ với độ lệch tâm rất nhỏ. Tuy nhiên với Phobos lại khác. Vệ tinh này ở gần sao Hỏa hơn và quay quanh sao Hỏa một vòng hết 7 giờ 39 phút. Hơn nữa, mỗi năm Phobos tiến đến gần sao Hỏa 1,8cm.
Như vậy, có thể trong vòng 100 triệu năm nữa, Phobos sẽ vượt qua giới hạn Roche - khoảng cách từ sao Hỏa mà nếu vượt qua nó thì Phobos sẽ bị lực thủy triều sao Hỏa làm vỡ vụn. Một phần lớn các mảnh vỡ của Phobos tạo thành vành đai; tuy nhiên một số mảnh vỡ có thể biến thành các vệ tinh mới, nhỏ hơn. Theo các nghiên cứu từ năm 2017, hiện tượng đó có thể đã diễn ra vài lần trong quá khứ.
Sử dụng mô phỏng số hóa, nhóm nghiên cứu của Matija Cuk đã thử mô hình hóa hiện tượng mảnh vỡ “tiền Phobos” văng ra bên ngoài đã ảnh hưởng đến quỹ đạo Deimos như thế nào. Các nhà khoa học đã tập trung vào mảnh vỡ “tiền Phobos” với khối lượng lớn hơn khối lượng Phobos hiện nay. Mảnh vỡ này cộng hưởng quỹ đạo với Deimos ở khoảng cách bằng 3,3 lần bán kính sao Hỏa. Hiện tượng này làm cho mặt phẳng quỹ đạo Deimos hơi bị lệch đi so với xích đạo sao Hỏa.
“Sự kiện lệch quỹ đạo Deimos diễn ra khoảng 3,5 tỷ năm trước” – ông Matija Cuk cho biết.
Vệ tinh Phobos có lẽ đã hình thành từ khoảng 200 triệu năm trước. Các nhà khoa học có ý định kiểm chứng điều đó. Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản JAXA đã có kế hoạch phóng tàu thăm dò vũ trụ lên Phobos vào năm 2024.