NASA's Lucy phát hiện tiểu hành tinh hình lạc xoay vòng vèo có dấu vết nước cổ đại

Khi tàu vũ trụ Lucy của NASA bay ngang qua tiểu hành tinh nhỏ vành đai chính Donaldjohanson vào ngày 20 tháng 4 năm 2025, các nhà khoa học của sứ mệnh chỉ kỳ vọng một buổi diễn tập hữu ích cho những cuộc gặp gỡ với các tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc sau này. Điều họ nhận được là một thế giới nhỏ bé với một câu chuyện đầy kịch tính của riêng nó — một thiên thể hình hạt lạc, xoay vòng vèo, từng chứa nước lỏng và trẻ hơn nhiều so với bất kỳ tiểu hành tinh nào từng được thăm dò cận cảnh.

Những phát hiện, được công bố vào ngày 18 tháng 6 năm 2026 trên tạp chí Science (DOI: 10.1126/science.aec0503), vẽ nên một bức chân dung chi tiết về một tiểu hành tinh hình thành từ các mảnh vỡ của một vụ va chạm thảm khốc và đang dần chậm lại cũng như tự rung lắc kể từ đó .

Bằng chứng rõ ràng về nước lỏng cổ xưa

Khám phá nổi bật nhất đến không phải từ hình ảnh ánh sáng khả kiến mà từ tia hồng ngoại. Máy quang phổ LEISA của Lucy, một phần của thiết bị L'Ralph, đã phát hiện khoáng sét giàu sắt (phyllosilicat chứa sắt) trên bề mặt tiểu hành tinh . Những loại sét này có thành phần hóa học tương tự như các loại đất sét tìm thấy trong các thiên thạch giàu carbon như QUE 97990 — và quan trọng hơn, chúng chỉ có thể hình thành thông qua quá trình biến đổi hóa học của đá bởi nước lỏng .

Đây là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy thiên thể mẹ của Donaldjohanson từng chứa nước lỏng. Quá trình biến đổi dường như đã dừng lại ở giai đoạn sớm, có thể vì thiên thể mẹ không có đủ nước hoặc nhiệt để thúc đẩy quá trình này xa hơn . Bản thân tiểu hành tinh là một mảnh vỡ từ thiên thể mẹ lớn hơn, giàu nước đó, vỡ ra trong một vụ va chạm từ lâu.

Một 'thiếu niên' trong vành đai cổ xưa

Donaldjohanson là thành viên của họ tiểu hành tinh Erigone, một nhóm các vật thể được tạo ra khi một thiên thể mẹ lớn hơn, giàu carbon và nước bị phá vỡ thảm khốc . Vụ va chạm đó xảy ra cách đây khoảng 155 triệu năm — biến Donaldjohanson thành một 'thiếu niên' so với các tiểu hành tinh nổi tiếng như Bennu và Ryugu, vốn đã 1-2 tỷ năm tuổi .

Được phân loại là tiểu hành tinh loại C (chứa carbon), nó rất giàu carbon và khoáng vật chứa nước, phù hợp với thành phần của họ Erigone . Không giống như Bennu và Ryugu, cả hai đều di chuyển vào quỹ đạo gần Trái đất, Donaldjohanson vẫn ở nguyên trong vành đai tiểu hành tinh chính kể từ khi hình thành .

Một hạt lạc biết lắc lư

Hình ảnh độ phân giải cao từ thiết bị chụp ảnh L'LORRI của Lucy cho thấy Donaldjohanson không phải là một tảng đá tròn đơn giản. Nó có hình dạng hai thùy, hay 'hạt lạc' — hai thùy có hố va chạm được nối với nhau bằng một 'cổ' tương đối nhẵn . Điều này cho thấy hai mảnh vỡ từ vụ va chạm thiên thể mẹ ban đầu đã nhẹ nhàng kết tụ lại dưới lực hấp dẫn của chính chúng để tạo thành tiểu hành tinh chúng ta thấy ngày nay.

Nhưng hình dạng chỉ là một nửa câu chuyện. Donaldjohanson không quay như một tiểu hành tinh điển hình. Thay vào đó, nó thực hiện một chuyển động quay lắc phức tạp: nó tự quay hết một vòng trong 10,5 ngày Trái đất, đồng thời lắc lư quanh trục ngang của nó mỗi 26,5 ngày . Đây là chuyển động quay phi trục chính — hãy tưởng tượng một con quay đang chao đảo sắp mất đà.

Sự lắc lư này có thể được gây ra dần dần bởi hiệu ứng Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP), nơi ánh sáng mặt trời tác động mô-men xoắn nhỏ lên hình dạng bất thường của tiểu hành tinh qua hàng triệu năm . Tiểu hành tinh có thể đã quay nhanh hơn ít nhất 10 lần khi mới hình thành và đã chậm dần đến tốc độ uể oải hiện tại trong 20–60 triệu năm qua .

Một bất ngờ khác: các hố va chạm nhỏ hơn 0,4 km dường như đã bị xóa sổ một cách ưu tiên khỏi bề mặt, có thể do rung chấn địa chấn từ một vụ va chạm gần đây hơn . Tiểu hành tinh có đường kính khoảng 0,8 km .

Một buổi diễn tập cho các Trojan

Chuyến bay ngang qua Donaldjohanson chưa bao giờ chủ yếu nói về bản thân Donaldjohanson. Nó được thiết kế rõ ràng như một buổi diễn tập cho các mục tiêu chính của Lucy: các tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc chưa từng được khám phá . Cuộc gặp gỡ cho phép nhóm nghiên cứu:

• Kiểm tra tất cả các thiết bị và quy trình bay ngang trong điều kiện vận hành thực tế trước khi đến các Trojan
• Thực hành trình tự tiếp cận, chụp ảnh ở khoảng cách gần nhất và truyền dữ liệu sau bay ngang
• Chứng minh khả năng của tàu vũ trụ trong việc mô tả đặc điểm một tiểu hành tinh nhỏ, tối trong vành đai chính, tạo niềm tin cho các cuộc gặp gỡ Trojan quan trọng hơn về mặt khoa học và xa hơn trong sứ mệnh kéo dài 12 năm của Lucy

Như Tiến sĩ Simone Marchi từ SwRI đã nói: "Cuộc gặp gỡ này đã cho chúng tôi cơ hội kiểm tra các thiết bị và quy trình của mình để đảm bảo chúng tôi sẵn sàng khi đến được các Trojan của Sao Mộc."

Theo nghĩa đó, Donaldjohanson đã mang lại mọi thứ mà NASA có thể yêu cầu — một mục tiêu phong phú về mặt khoa học, đồng thời là một bệ phóng thử nghiệm hoàn hảo cho những mục tiêu tham vọng nhất của sứ mệnh.