Pallas

Pallas là thiên thể lớn thứ ba trong vành đai tiểu hành tinh và là một trong những thiên thể lớn kỳ lạ nhất ở đó. Với đường kính khoảng 512 km — chỉ bằng một phần nhỏ kích thước của Mặt Trăng, có đường kính lớn gấp khoảng bảy lần — nó chứa hơn một phần năm khối lượng của hành tinh lùn Ceres một chút, nhưng nó chưa bao giờ tròn thành một hình cầu gọn gàng. Thay vào đó, nó là một thế giới lồi lõm, tơi tả, nghiêng gần như nằm nghiêng hẳn sang một bên, đi theo một quỹ đạo nghiêng dốc đến mức nó dành phần lớn năm của mình ở cao hẳn trên hoặc sâu hẳn dưới mặt phẳng đông đúc nơi hầu hết các tiểu hành tinh quay quanh Mặt Trời.

Được phát hiện năm 1802, chỉ là tiểu hành tinh thứ hai từng được tìm thấy, Pallas được người phát hiện ra nó coi là một hành tinh và vẫn là một điều kỳ lạ suốt hai thế kỷ tiếp theo. Chỉ gần đây, với những hình ảnh đủ sắc nét để phân giải bề mặt của nó, các nhà thiên văn học mới bắt đầu giải thích được vì sao nó trông như vậy — rỗ, lõm, và theo một mô tả đáng nhớ, lấm tấm như một quả bóng gôn.

Được phát hiện bởi một bác sĩ săn tìm hành tinh đã mất

Pallas được tìm thấy vào ngày 28 tháng 3 năm 1802 bởi Heinrich Wilhelm Olbers, một bác sĩ người Đức quan sát bầu trời từ nhà mình ở Bremen. Ông đang tìm kiếm ở khu vực nơi Ceres đã xuất hiện năm trước đó, và tình cờ phát hiện ra một điểm sáng chuyển động thứ hai. Đây chỉ là tiểu hành tinh thứ hai từng được xác định, và trong một thời gian nó được xếp vào hàng các hành tinh.

Olbers đặt tên nó theo Pallas Athena, nữ thần trí tuệ của Hy Lạp — phù hợp thay, vì rất nhiều đặc điểm của Pallas đọc lên như một thách thức. Việc phát hiện ra hai thiên thể có kích thước đáng kể chia sẻ quỹ đạo tương tự nhau đã khiến Olbers đề xuất rằng chúng là các mảnh vỡ của một hành tinh đã tan vỡ, một ý tưởng đã gieo mầm cho việc nghiên cứu hiện đại về vành đai tiểu hành tinh, dù ngày nay vành đai được hiểu là vật liệu chưa bao giờ kết tụ thành một hành tinh.

Một quỹ đạo nghiêng dốc, lệch tâm

Pallas quay quanh Mặt Trời một vòng mỗi 4,6 năm ở khoảng cách trung bình khoảng 2,77 đơn vị thiên văn, đặt nó ở giữa vành đai chính, gần Ceres. Điều khiến quỹ đạo của nó khác biệt là độ nghiêng dốc: quỹ đạo của Pallas nghiêng khoảng 34,8° so với mặt phẳng của hệ Mặt Trời — nhiều hơn hẳn so với hầu như mọi tiểu hành tinh lớn khác — và nó cũng bị kéo dài đáng kể, với độ lệch tâm gần 0,23, có thể so sánh với Sao Diêm Vương.

Hình học đó khiến Pallas không phải là một mục tiêu dễ dàng. Vì nó leo lên cao và lao xuống sâu quá xa so với mặt phẳng chính của vành đai, việc điều chỉnh một tàu vũ trụ khớp với chuyển động của nó đòi hỏi nhiều nhiên liệu hơn nhiều so với việc ghé thăm một thiên thể trên quỹ đạo phẳng hơn, tròn hơn. Đây là một tiểu hành tinh lớn mà, cho đến nay, chưa có tàu thăm dò nào từng tiếp cận được.

Tiểu hành tinh 'bóng gôn'

Năm 2020, một nhóm nghiên cứu do Michaël Marsset và Pierre Vernazza dẫn đầu đã sử dụng thiết bị SPHERE trên Kính viễn vọng Rất Lớn (VLT) của Đài quan sát Nam Âu tại Chile để chụp được những hình ảnh sắc nét nhất về Pallas từ trước đến nay. Bề mặt mà họ tiết lộ bị tàn phá một cách phi thường: ít nhất 36 miệng hố rộng hơn khoảng 30 km, rải rác dày đặc đến mức các nhà nghiên cứu so sánh nó với một quả bóng gôn. Một lòng chảo va chạm khổng lồ rộng khoảng 400 km để lại sẹo trên bề mặt gần xích đạo, và một mảng sáng kỳ lạ — có thể là một mỏ muối — nổi bật ở bán cầu nam.

Thủ phạm nhiều khả năng là chính quỹ đạo của Pallas. Cắt ngang qua vành đai ở một góc gắt, nó va chạm vào các tiểu hành tinh khác với tốc độ cao hơn và tần suất gấp hai đến ba lần so với các thiên thể khổng lồ quỹ đạo phẳng hơn như Ceres và Vesta. Hàng tỷ năm của những va chạm dữ dội, năng lượng cao này đã khiến Pallas bị rỗ nhiều hơn cả hai láng giềng lớn hơn của nó.

Một thế giới nguyên thủy, đã bị biến đổi bởi nước

Pallas là một thiên thể tối màu, giàu carbon — một tiểu hành tinh loại B có độ phản chiếu thấp, nghĩa là nó chỉ phản xạ lại một phần nhỏ ánh sáng Mặt Trời chiếu tới. Thành phần của nó có vẻ liên quan chặt chẽ đến một lớp thiên thạch hiếm, các chondrite carbon loại CR điển hình là mẫu vật rơi Renazzo, loại vật liệu lưu giữ một số vật chất cổ xưa nhất và ít bị biến đổi nhất trong hệ Mặt Trời.

Quan trọng là, vật liệu đó cho thấy dấu hiệu đã từng bị biến đổi bởi nước lỏng vào giai đoạn đầu lịch sử của nó, khi nhiệt từ phân rã phóng xạ có thể đã thúc đẩy các phản ứng hóa học giữa đá và băng bên trong thiên thể còn non trẻ này. Vì vậy, nghiên cứu Pallas là một cách để đọc lại một chương trong thời thơ ấu của hệ Mặt Trời, trước khi các hành tinh hoàn tất quá trình hình thành.

Họ mảnh vỡ của riêng nó

Pallas không du hành một mình. Những va chạm tốc độ cao mà nó phải hứng chịu đã bắn ra những đàn mảnh vỡ, và một cụm các tiểu hành tinh nhỏ hơn trên các quỹ đạo nghiêng tương tự nay tạo thành họ va chạm Pallas — tàn tích của những cú đánh đã khoét ra các miệng hố trong khi để lại phần lớn Pallas nguyên vẹn. Những mảnh vỡ này chia sẻ thành phần tối màu, giàu carbon của thiên thể mẹ, khiến họ này trở thành một phòng thí nghiệm tự nhiên để nghiên cứu cách một thiên thể duy nhất vỡ ra theo thời gian vũ trụ.

Quan sát Pallas

Pallas nằm trong tầm với của một kính viễn vọng khiêm tốn hoặc thậm chí ống nhòm. Gần lúc xung đối, khi Trái Đất đi qua giữa nó và Mặt Trời, nó thường sáng ở khoảng cấp sao 8, sáng lên tới khoảng cấp sao 6,5 vào những lần xung đối thuận lợi nhất, gần điểm cận nhật — ngay ở ranh giới của tầm nhìn bằng mắt thường, nhưng là một mục tiêu ống nhòm dễ chịu từ một địa điểm tối trời nếu bạn biết chính xác nơi cần tìm. Qua thị kính, nó xuất hiện như một điểm mờ, giống một ngôi sao chứ không phải một đĩa tròn, vì vậy niềm vui nằm ở việc săn tìm: xác định một trường sao gần đó, phác họa hoặc chụp ảnh nó, rồi quay lại một hoặc hai đêm sau để xem điểm nào đã dịch chuyển. Sự trôi dạt chậm chạp đó trên nền các ngôi sao cố định chính là chuyển động tố cáo Pallas trước Olbers hơn hai thế kỷ trước.