Tìm thấy nước trên khắp hành tinh lùn Ceres

Ceres là thiên thể lớn nhất trong vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Từ lâu, hành tinh nàyđã được nghi ngờ chứa một lượng nước đáng kể – ước tính lên đến 30% tổng khối lượng của nó.

Bằng chứng mới đã chỉ ra rằng, nước đá nằm trộn lẫn với đất đá trên bề mặt của Ceres, và trong một vài trường hợp hiếm hoi, nhiều nơi tập trung băng đá nhiều hơn trên bề mặt đã được tìm thấy. Ceres thậm chí đã từng phun lên những đám mây hơi nước.

Kết quả mới nhất đến từ một bản đồ toàn bộ của Ceres cho thấysự phân bố của hydro, có thể dùng để suy đoán sự hiện diện của nước. Dữ liệu ủng hộ giả thuyết cho rằng, nước của Ceres được tách ra từ những tảng đávà hình thành một lớp vỏ băng đá giàu có trên bề mặt hành tinh lùn.

Thực tế là có rất nhiều nước còn hiện diện trên Ceres "khẳng định dự đoán rằng nước đá có thể nằm hàng tỷ năm bên dưới một mét của bề mặt".

Bản đồ toàn bộ Ceres đã được tạo ra bằng cách sử dụng một công cụ trên tàu thăm dò Dawn của NASA, hiện đang quay xung quanh hành tinh lùn, được gọi là Máy dò tia Gamma và Neutron (GRaND).

Dụng cụ này phát hiện hai loại hạt: neutron, một trong những hạt cấu tạo nên nguyên tử, và các tia gamma, là ánh sáng có năng lượng rất cao.

Khi các tia vũ trụ (những hạt mang năng lượng cao từ vũ trụ) va chạm vào bề mặt của hành tinh lùn, sự va chạm có thể làm phun ra những hạt vụn vỡ, bao gồm neutron và tia gamma.

Nhưng cách hạt vụn vỡ không phải ngẫu nhiên; các đặc tính của một số tia gamma và neutron có thể cung cấp thông tin về các thành phần hóa học của bề mặt Ceres và độ sâu nhất định bên dưới bề mặt. Vì vậy, các nhà khoa học nhìn vào dữ liệu từ GRaND có thể tìm hiểu được về sự phong phú của các nguyên tố, bao gồm kali, sắt và hydro trên bề mặt của Ceres, và độ sâu đến khoảng 1m.

Công cụ thăm dò không thể trực tiếp phát hiện ra các phân tử nước, nhưng điều này có thể được suy ra từ dữ liệu. Có một cách có thể làm đượcđiều nàylà thực hiện với các mô hình máy tính,có thể tái tạo lại sự phát triển của Ceres, đưa ra các kết quả khác nhau và cho thấy cách mà những phân tử nước sẽ phân bốhiện nay.

So sánh mô hình với các bản đồ mới cho thấy, nước đóng băng trên Ceres tập trung gần các cực.Tại vĩ độ cao (hơn khoảng 40 độ ở cả hai bán cầu), nước đá trên bề mặt của Ceres và dưới các lớp nằm bên dưới bề mặt có thể lên đến 27% khối lượng Ceres. Ở gần đường xích đạo, mật độ nước đá thấp hơn nhiều.

Các nhà nghiên cứu cũng đang so sánh bản đồ của Ceres với một bản đồ của Vesta, một thiên thể khác trong vành đai tiểu hành tinh. Dữ liệu từ những bản đồ cho thấy, Ceres có hydro nhiều hơn 100 lần so với Vesta, và các ion hydro được phân bố đồng đều hơn trên bề mặt.

“Điều đó cho thấy rằng nước đá đã và đang là thành phần lớn trong cấu tạocủa Ceres”, tác giả chính của nghiên cứu, điều tra viên trưởng Thomas Prettyman của GRaND, cho biếttạicuộc họp báo ngày 15/12, cuộc họp hằng năm của Liên minh Địa vật lý Mỹ ở San Francisco.

Prettyman cũng lưu ý rằng thành phần của Ceres đã được so sánh với nhóm các thiên thạch nhỏ được gọi là các thiên thạch chondrite carbon. Những tảng đá này giống như hầu hết các tiểu hành tinh khác trong vành đai tiểu hành tinh, được hình thành rất sớm từ những ngày đầu của Hệ Mặt Trời.

Nhưng bản đồ mới (trong đó cũng cho thấy sự phân bố của sắt và kali trên Ceres) cho thấy một số khác biệt quan trọng giữa Ceres và những thiên thạch này.

“Có thể Ceres đang có một đại dương nước lỏng nằm sâu bên dưới bề mặt của nó, nhưng nếu nó có thật, đại dương này có khả năng tạo ra một dung dịch hóa học rất mặn, với rất ít hoặc không có nước”, điều tra viên phó của sứ mệnh Dawn, ông Carol Raymond, nói tại buổi họp báo:“Thay vào đó, kết quả mới cho thấy nước của Ceres phần lớn được trữ ở các nơi chứa băng đá gần bề mặt”.

Một nghiên cứu độc lập được công bố trên tạp chí Nature và được phát hành cùng ngày tiết lộ sự hiện diện của một khu vực tập trung băng đá trên bề mặt Ceres,ẩn trong bóng tối vĩnh viễn.

Theo tác giả của bài viết,không có thêm bất cứ khu vực nào khác gần tổng lượng băng đá hiện tại nằm bên dưới bề mặt Ceres.

Tàu thăm dò Dawn đã bay vào quỹ đạo vòng quanh Ceres vào tháng 3/2015. Tàu đã hoàn thành sứ mệnh chính của nó vào tháng 6, và sẽ tiếp tục nghiên cứu Ceres như một sứ mệnh mở rộng.