Một phần của thiên thạch được tìm thấy ở sa mạc Sahara, được quan sát dưới ánh sáng phân cực chéo (Ảnh: John Kashuba).
Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Earth and Planetary Science Letters đã cung cấp bằng chứng đầu tiên về sự tồn tại của một thế giới cổ đại trong Hệ Mặt Trời, được nhận diện thông qua một thiên thạch hiếm, được tìm thấy tại sa mạc Sahara.
Thiên thể này được cho là có kích thước tương đương hoặc thậm chí lớn hơn Mặt Trăng, và hình thành chỉ vài triệu năm sau khi Hệ Mặt Trời ra đời cách đây khoảng 4,5 tỷ năm, theo nghiên cứu mới.
Dấu vết của một thế giới cổ đại
Mẫu thiên thạch có tên Northwest Africa (NWA) 12774, là một khối đá nặng khoảng 454 gram, được tìm thấy tại sa mạc Sahara vào năm 2019.
Các nhà khoa học phân loại nó là angrite - một loại thiên thạch hiếm thuộc nhóm đá núi lửa cổ xưa nhất trong Hệ Mặt Trời.
Mảnh thiên thạch này lưu giữ một dấu vết hóa học bất thường, cho thấy một số thế giới sơ khai trong Hệ Mặt Trời có thể đã phát triển theo con đường rất khác so với các hành tinh đá quen thuộc.
"Vật liệu tạo nên thiên thể mẹ của các angrite về cơ bản khác với các thành phần hình thành Trái Đất và Sao Hỏa", ông Aaron Bell, nhà địa khoa học tại Đại học Colorado Boulder cho biết.
Theo Bell, những thiên thạch này lưu giữ bằng chứng về một con đường tiến hóa hoàn toàn khác mà các hành tinh sơ khai đã trải qua.
Bằng cách đo các nguyên tố phóng xạ vi lượng hoạt động như "đồng hồ tự nhiên", các nhà khoa học xác định rằng angrite hình thành cùng thời với Mặt Trời non trẻ, tức hơn 4.5 tỷ năm trước.
Theo NASA, chúng cung cấp những manh mối quan trọng về cách các hành tinh hình thành và tiến hóa. Tuy nhiên, chúng cực kỳ hiếm, trong hơn 80.000 thiên thạch được tìm thấy trên Trái Đất, chỉ có 68 mẫu được xác định là angrite.
Khác với Trái Đất, Sao Hỏa và phần lớn các hành tinh đá khác, angrite chứa rất ít silica - thành phần chính tạo nên cát và vỏ hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Do cấu trúc hóa học bất thường này, giới khoa học từng cho rằng chúng đến từ một tiểu hành tinh có kích thước nhỏ.
Tuy nhiên, khi phân tích NWA 12774, Bell và cộng sự phát hiện các tinh thể khoáng clinopyroxene có hàm lượng nhôm tương đối cao, dấu hiệu cho thấy vật liệu này hình thành dưới áp suất cực lớn.
Thông qua việc tái dựng điều kiện hình thành, nhóm nghiên cứu xác định khoáng chất này cần áp suất tối thiểu 17.5 kilobar - cao hơn 17 lần áp suất ở đáy rãnh Mariana (điểm sâu nhất trên Trái Đất).
Điều kiện khắc nghiệt như vậy không thể tồn tại trong một tiểu hành tinh nhỏ, do đó "thiên thể gốc" của nó phải có kích thước lớn hơn nhiều, nghiên cứu cho biết.
Các tinh thể trong thiên thạch cũng giữ lại đặc điểm như cạnh sắc và mẫu hóa học cho thấy chúng không bị "xóa nhòa" bởi thời gian dài trong môi trường nóng sâu bên trong hành tinh.
Điều này gợi ý rằng các khoáng vật được hình thành ở độ sâu tương đối nông, đồng nghĩa với việc thiên thể mẹ phải đủ lớn để tạo ra áp suất tương tự gần bề mặt của nó.
Ảnh chụp X-quang của NWA 12774 (Ảnh: Aaron Bell).
Theo kịch bản này, thế giới bí ẩn này có thể có bán kính vượt quá 1.800km, tương đương kích thước Mặt Trăng và có thể tiến gần kích thước Sao Hỏa, theo nghiên cứu.
"Thật khó tin khi nghĩ rằng từng tồn tại một thế giới lớn như vậy. Chúng ta chỉ biết nó tồn tại vì một vài mảnh vỡ của nó đã rơi xuống Trái Đất", Bell nói.
Hiện vẫn chưa rõ điều gì đã xảy ra với thế giới cổ đại này. Một giả thuyết cho rằng nó đã bị phá hủy trong các vụ va chạm dữ dội khi Hệ Mặt Trời còn non trẻ, và các mảnh vỡ sau đó trở thành một phần của các hành tinh đá khác, bao gồm cả Trái Đất.
"Có rất nhiều thiên thạch đang nằm trong các kho lưu trữ chưa được nghiên cứu kỹ, vì vậy có thể còn nhiều tiểu hành tinh mà chúng ta chưa biết đến", Bell nhận định.
