Mặt Trăng đã tồn tại khắp các trang sử, nhưng phải tới thời Galileo Galilei, giới thiên văn học mới bắt đầu nghiên cứu thiên thể khổng lồ với con mắt khoa học. Suốt nhiều thế kỷ qua, các học giả đặt ra nhiều giả thuyết về cách Mặt Trăng hình thành. Nghiên cứu mới do các nhà khoa học công tác tại trường ETH Zurich vừa xuất bản đã hé lộ đôi chút về nguồn gốc của Mặt Trăng.
Đăng tải trên Science Advances , báo cáo khoa học cho thấy Mặt Trăng đã nhận các khí trơ, cụ thể là heli và neon, từ lớp manti của Trái Đất. Phát hiện mới củng cố thêm cho giả thuyết vốn được chấp nhận rộng rãi, rằng một thiên thể chưa rõ danh tính đã va chạm với Trái Đất, và số vật chất văng ra đã tạo thành Mặt Trăng.
Nhà nghiên cứu Patrizia Will phân tích 6 mẫu thiên thạch Mặt Trăng được NASA thu thập, bao gồm những mẫu đá bazan - hình thành khi magma trào lên từ bên trong Mặt Trăng và nguội đi nhanh chóng do cái lạnh từ không gian. Sau khi hình thành, một lớp basan khác bọc lấy số vật chất này, bảo vệ chỗ đá khỏi bức xạ vũ trụ và gió Mặt Trời. Quá trình nguội đi của đá cũng đồng thời tạo ra cả những hạt thủy tinh Mặt Trăng lấp lánh.
Bà Will và các cộng sự tìm thấy dấu vết của heli và neon trong các mẫu hạt thủy tinh, họ cho rằng đây là những bằng chứng sắt đá cho thấy Mặt Trăng đã nhận những khí trơ này từ Trái Đất.
Ảnh minh họa cú va chạm tạo nên Mặt Trăng diễn ra như thế nào. Nguồn: NASA/JPL-Caltech
Không sở hữu một bầu khí quyển bảo vệ bề mặt, Mặt Trăng liên tục bị công kích bởi những thiên thể trôi dạt trong không gian. Có lẽ, một vụ va chạm lớn đã xới tung bề mặt Mặt Trăng, để rồi các mẫu đá văng tới Trái Đất dưới dạng thiên thạch. Các nhà nghiên cứu đã nhiều lần tìm thấy "mảnh vỡ của Mặt Trăng" tại các miền sa mạc cát vàng của Bắc Phi.
Còn trong thử nghiệm của mình, nhà nghiên cứu Patrizia Will đã phân tích mẫu đá Mặt Trăng được NASA lấy về từ hoang mạc lạnh miền Nam Cực. Với vẻ ngoài đen đúa, thiên thạch dễ được phát hiện hơn trên nền tuyết trắng.
Đột phá nhờ cỗ máy tinh tế nhất thế giới
Trong Phòng thí nghiệm Khí Trơ tại Đại học Zurich, một máy đo phổ khí trơ có tên Tom Dooley - được đặt theo tựa đề bài hát do ban nhạc Grateful Dead biểu diễn - nằm im lìm chờ tới lúc cần dùng đến. Nhân vật Tom Dooley trong bài hát bị treo lên cao, giống với cách các nhà nghiên cứu treo máy lên cao để tránh những rung động sinh ra từ cuộc sống đời thường.
Tom Dooley là thiết bị cực kỳ nhạy cảm, thực tế nó là cỗ máy duy nhất trên thế giới đủ tinh tế để phát hiện ra một lượng heli và neon nhỏ đến vậy trong mẫu vật. Dùng Tom Dooley, các nhà khoa học đã tìm ra những hạt thủy tinh kích cỡ hiển vi, đồng thời khẳng định gió Mặt Trời đã không thể giúp tạo ra những hạt vật chất này.
Hình cắt lớp của mẫu thiên thạch từ Mặt Trăng rơi xuống Nam Cực chứa khí trơ. Nguồn ảnh: Patrizia Will tới từ ETH Zurich.
Tìm được hướng đi trong nghiên cứu kho mẫu thiên thạch khổng lồ của NASA, các nhà khoa học đã tạo ra được đột phá. "Tôi thực sự tin rằng sẽ sớm xảy ra một cuộc đua trong nghiên cứu khí trơ và các đồng vị có trong thiên thạch", giáo sư Henner Busemann, một trong những người tiên phong nghiên cứu khí trơ trên vật chất tới từ ngoài Trái Đất, nhận định về đột phá mới.
Ông cho rằng các nhà nghiên cứu sẽ sớm để mắt tới xenon và krypton, những nguyên tố vốn rất khó định danh. Tiếp theo đó sẽ là hydro hay halogen có thể có trong các thiên thạch rơi xuống từ Mặt Trăng.
"Tuy số khí này không thiết yếu trong cho sự hình thành sự sống, vẫn có những điểm thú vị trong tìm ra cách các khí trơ này sống sót qua được quá trình hình thành Mặt Trăng. Dữ liệu đó sẽ giúp các nhà địa hóa học và địa lý học dựng những mô hình chuẩn xác hơn, về cách các nguyên tố này [không bị ảnh hưởng] bởi quá trình hình thành hành tinh, dù là trong Hệ Mặt Trời hay đâu chăng nữa".
