Kim cương có thể tồn tại ở dạng nano dưới bề mặt sao Thủy. Ảnh: Earth.com
Nhóm nghiên cứu cho biết quan sát và mô hình của họ chỉ ra thành phần graphite đem đến cho sao Thủy màu sắc đặc trưng có thể thấp hơn nhiều so với ước tính trước đây, chứng tỏ kim cương và nhiều dạng carbon khác có thể tồn tại. Nếu ước tính trước đây về lượng carbon trên bề mặt hành tinh chính xác, một phần lớn nguyên tố này có thể hiện diện ở nhiều dạng khác, nhưng các hạt kim cương nhỏ li ti và carbon vô định hình không có cấu trúc tinh thể. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Astronomy hôm 4/1 dựa trên nghiên cứu trước đây ở Mỹ với dữ liệu do tàu Messenger của NASA thu thập. Đây là tàu vũ trụ đầu tiên quay quanh quỹ đạo sao Thủy.
Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất trong hệ Mặt Trời, chỉ lớn hơn một chút so với Mặt Trăng. Nó cũng là hành tinh ở gần Mặt Trời nhất với khoảng cách trung bình 77 triệu km tính từ Trái Đất, và ít được nghiên cứu nhất do rất khó tiếp cận. Tàu thăm dò Messenger mất gần 11 năm để tới tới gần hành tinh, tiến vào quỹ đạo quanh sao Thủy năm 2011 và kết thúc nhiệm vụ năm 2015.
Năm 2016, nhóm nghiên cứu đến từ Phòng thí nghiệm vật lý ứng dụng Đại học Johns Hopkins xác định carbon nhiều khả năng chịu trách nhiệm cho màu sắc tối của sao Thủy, phản ánh thành phần hóa học địa chất và là mấu chốt hé lộ nguồn gốc cũng như quá trình tiến hóa của hành tinh. Carbon có nguồn gốc từ sâu bên dưới bề mặt hành tinh, bên trong lớp vỏ giàu graphite cổ đại, sau này bị chôn vùi bởi vật chất núi lửa, theo nghiên cứu của Mỹ công bố trên tạp chí Nature Geoscience.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới nhất chỉ ra carbon phát hiện bởi nhiệm vụ Messenger "có thể không hoàn toàn tồn tại dưới dạng graphite". Kết quả nghiên cứu chỉ ra phần lớn carbon trên sao Thủy ở các dạng khác ngoài graphite và không bị đẩy hoàn toàn ra khỏi lớp phủ trong quá trình kết tinh đại dương magma. Theo bài báo, carbon trên sao Thủy chủ yếu tồn tại ở dạng kim cương nano do tác động dài hạn của sự biến chất hoặc carbon vô định hình do sự phong hóa graphite. Graphite là dạng ổn định nhất của carbon trên bề mặt sao Thủy. Dưới áp suất và nhiệt độ cao cực hạn dưới 3.000 độ C, nó có thể biến đổi thành kim cương.
Trưởng nhóm nghiên cứu Xiao Zhiyong, giáo sư ở Trường khoa học khí quyển thuộc Đại học Tôn Trung Sơn, cho biết phần lớn graphite của sao Thủy có thể biến đổi thành dạng carbon khác sau hơn 4 tỷ năm phong hóa. "Nếu lớp vỏ cơ bản của sao Thủy cấu tạo từ graphite, chúng ta có thể tưởng tượng quá trình tiến hóa liên tục trong 4,65 tỷ năm với vô số sự kiện va chạm, hòa lẫn và phá hủy, sẽ khiến hầu hết graphite thuở sơ khai trải qua những thay đổi và trở thành dạng carbon khác, bao gồm kim cương", Xiao giải thích.
Xiao đang chờ đợi phát hiện từ nhiệm vụ thứ hai tới sao Thủy, dự kiến tới hành tinh vào tháng 12/2025. Dữ liệu độ phân giải cao do tàu thăm dò thu thập có thể giúp các nhà khoa học xác định và nghiên cứu thiên thạch trên Trái Đất có nguồn gốc từ sao Thủy. Theo Xiao, thiên thạch đến từ sao Thủy có thể đóng vai trò như bằng chứng trực tiếp về thành phần cấu tạo bề mặt hành tinh cho tới khi thu thập được mẫu vật.
Nhiệm vụ BepiColombo của châu Âu - Nhật Bản rời Trái Đất năm 2018. Đây sẽ là nhiệm vụ thứ hai quay quanh quỹ đạo sao Thủy và tiên tiến nhất, theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Cơ quan Khám phá Hàng không vũ trụ Nhật Bản cho biết sau khi tiến vào quỹ đạo, tàu thăm dò sẽ quan sát những đặc điểm của hành tinh như từ trường và môi trường plasma.
An Khang (Theo Nature)
