Người hùng thầm lặng giúp Trái Đất hình thành sự sống

Hình ảnh minh họa các hành tinh trong Hệ Mặt Trời (ảnh: worldatlas.com).

Một đám mây khí tan rã cách đây khoảng 4,5 tỷ năm đã tạo ra Mặt Trời và ngôi sao này chính là vật thể đầu tiên hình thành trong Hệ Mặt Trời của chúng ta.

Sau đó, các hành tinh bắt đầu xuất hiện khi hàng tỷ hạt khí và bụi còn sót lại từ quá trình hình thành Mặt Trời trở thành một đĩa phẳng.

Được gọi là đĩa tiền hành tinh, đĩa này rất lớn và bao quanh Mặt Trời hàng tỷ dặm xa. Bên trong đĩa, các hạt khí và bụi bắt đầu va chạm, đông đặc và dính lại với nhau, giống như những bông tuyết kết lại với nhau để tạo thành những quả cầu tuyết.

Khi các hạt bám vào nhau, các hạt vi mô trở thành các vật thể có kích thước bằng viên sỏi và sau đó lớn dần. Một số những viên sỏi dần trở thành những tảng đá có kích thước bằng quả bóng chày, một số khác có kích thước bằng một ngôi nhà và một số ít lớn bằng một hành tinh.

Quá trình này, được gọi là sự bồi tụ, là cách mọi thứ trong Hệ Mặt Trời - các hành tinh, Mặt Trăng, sao chổi và tiểu hành tinh - hình thành.

Kính thiên văn có thể nhìn thấy các hệ Mặt Trời trẻ đang được hình thành. Hình ảnh này là một đĩa tiền hành tinh từ một ngôi sao xa xôi trong Dải Ngân Hà (Ảnh: NASA).

Đường ranh giới băng giá

Qua nghiên cứu các mô hình máy tính và quan sát quá trình hình thành các hệ sao khác, các nhà thiên văn học đã biết được rất nhiều điều về những ngày đầu của Hệ Mặt Trời.

Khi Mặt Trời vẫn đang hình thành và đĩa tiền hành tinh đang tạo ra các hành tinh, có một khoảng cách từ Mặt Trời đủ lạnh để băng có thể tụ lại. Nơi đó, ranh giới băng - đôi khi được gọi là ranh giới tuyết - nằm ở nơi hiện là vành đai tiểu hành tinh, nằm giữa sao Hỏa và sao Mộc.

Ngày nay, băng được tìm thấy trên hầu hết mọi hành tinh, ngay cả sao Thủy cũng có băng. Nhưng vào thời điểm đó, chỉ có các hành tinh nguyên thủy trẻ ngoài ranh giới băng giá mới đủ lạnh để có băng.

Băng, khí và bụi, va vào nhau trong hàng triệu năm, tích tụ thành những khối vật chất khổng lồ cuối cùng trở thành các hành tinh khổng lồ là sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương và sao Hải Vương.

Trong khi tất cả những điều này đang diễn ra, các hành tinh nhỏ hơn bên trong ranh giới băng giá cũng hình thành. Nhưng với ít nguyên liệu thô hơn để cấu tạo nên các hành tinh, sao Thủy, sao Kim, Trái Đất và sao Hỏa mất nhiều thời gian hơn.

Ngày nay, người ta tin rằng sao Mộc và sao Thổ, những hành tinh lớn nhất, là những hành tinh đầu tiên hình thành hoàn chỉnh trong vòng vài triệu năm. Sao Thiên Vương và sao Hải Vương là những hành tinh tiếp theo, trong vòng 10 triệu năm.

Các hành tinh bên trong, bao gồm cả Trái Đất, mất ít nhất 100 triệu năm, thậm chí có thể lâu hơn, để hình thành.

Nói cách khác, bốn hành tinh gần Mặt Trời nhất là trẻ nhất; hai hành tinh xa nhất là trẻ thứ hai; và hai hành tinh ở giữa là già nhất. Sự khác biệt về tuổi giữa hành tinh trẻ nhất và già nhất có thể là 90 triệu năm.

Nghe có vẻ như là một sự chênh lệch tuổi tác rất lớn, nhưng trong không gian, 90 triệu năm thực sự không dài, 90 triệu năm vẫn chưa đến 1% tổng thời gian vũ trụ tồn tại. Chúng ta có thể hình dung thế này: Trái Đất như một người em gái có một người anh trai là sao Mộc, lớn hơn 2 hoặc 3 tuổi.

Đây là bức ảnh sao Mộc, hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời, do kính viễn vọng Hubble chụp vào năm 2019 (Ảnh: NASA).

Thứ tự vị trí

Ngay sau khi hình thành, các hành tinh khổng lồ bắt đầu di chuyển hướng về gần Mặt Trời hoặc ra xa Mặt Trời rồi cuối cùng ổn định ở quỹ đạo của chúng như ta thấy ngày nay.

Ví dụ, sao Hải Vương di chuyển ra xa hơn, đổi chỗ với sao Thiên Vương, và đẩy nhiều thiên thể nhỏ, băng giá vào vành đai Kuiper, một nơi trong Hệ Mặt Trời bên ngoài, nơi có các hành tinh lùn là sao Diêm Vương, Eris và Makemake cùng hàng triệu sao chổi.

Trong khi đó, sao Mộc di chuyển vào bên trong, và lực hấp dẫn lớn của nó đã khiến một số hành tinh đang hình thành bị Mặt Trời nuốt chửng khiến chúng tan rã. Trên đường đi, sao Mộc đã ném một số tảng đá nhỏ hơn ra khỏi Hệ Mặt Trời, các tảng đá khác bị đẩy đến vành đai tiểu hành tinh.

Nhưng quan trọng nhất là khi sao Mộc đi vào quỹ đạo của riêng mình, nó đã di chuyển tất cả các vật thể hình thành và có khả năng xác định vị trí của các hành tinh bên trong còn lại, bao gồm cả Trái Đất.

Tất cả lực kéo của sao Mộc đã giúp đưa hành tinh của chúng ta vào cái gọi là "vùng Goldilocks", một nơi có khoảng cách vừa phải so với Mặt Trời, nơi Trái Đất có thể có nước lỏng trên bề mặt và nhiệt độ phù hợp để sự sống tiến hóa.

Nếu sao Mộc không hình thành theo cách như vậy, thì hoàn toàn có thể sự sống sẽ không bùng nổ trên Trái Đất - và chúng ta sẽ không tồn tại ở đây ngày hôm nay.

Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/nguoi-hung-tham-lang-giup-trai-dat-hinh-thanh-su-song-20250520012849470.htm