Không có Đài quan sát Palomar khi vật thể hiện được gọi là sao chổi C/2022 E3 (ZTF) thực hiện lần tiếp cận gần nhất với Trái đất 50.000 năm trước. Khi đó, có voi răng mấu và voi ma mút lông mịn, những dải sông băng lớn bao phủ các phần của Bắc Mỹ và Bắc Âu, khi hành tinh của chúng ta trải qua kỷ băng hà cuối cùng.
Giờ đây, sao chổi màu xanh lá cây ma quái, được phát hiện vào năm ngoái bởi hai nhà thiên văn học đang làm việc tại Palomar, miền nam California, đang trên đường quay trở lại với chúng ta. Tuần này, sao chổi đang tiến đến gần Trái đất vào ngày 1 và 2/2, khi nó chỉ cách hành tinh của chúng ta 43 triệu km và có thể nhìn thấy bằng mắt thường dưới dạng vệt màu xanh lục sáng trong bầu trời bắc bán cầu.
Các nhà nghiên cứu được cho là đã phát hiện ra C/2022 E3 (ZTF) vào ngày 2 tháng 3 năm 2022 là Bryce Bolin, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của NASA tại Trung tâm Goddard ở Greenbelt và Frank Masci, một nhà khoa học cấp cao tại Caltech, ở Pasadena, Calif, những người đầu tiên (sau homo sapiens và Neanderthal 50.000 năm trước) đã nhìn thấy vật thể này—và ban đầu họ hoàn toàn không chủ ý tìm kiếm sao chổi.
ZTF trong tên của sao chổi là viết tắt của Zwicky Transit Facility—về cơ bản là một máy ảnh và máy tính rất tinh vi được gắn vào một trong các kính thiên văn ở Palomar. Hệ thống này được lập trình để tìm kiếm các vật thể kỳ lạ bên ngoài hệ mặt trời và thậm chí cả thiên hà—như siêu tân tinh, lỗ đen mới nổi và các ngôi sao đang dao động, tất cả đều xuất hiện dưới dạng các điểm sáng rời rạc.
Tuy nhiên, sao chổi có cấu hình quang học khác: vào thời điểm chúng đủ gần để nhìn thấy bằng kính thiên văn, chúng xuất hiện dưới dạng một đốm lớn hơn, mờ hơn, không phải là chấm nhỏ mà ZTF được đào tạo để xác định, vì vậy cơ sở này đã loại bỏ chúng. Đối với Bolin, người đã phát hiện ra 50 sao chổi trong thời gian quan sát bầu trời, điều đó là không thể.
“Đây là một vấn đề, trong đó các photon rơi xuống đất,” ông nói. “Chúng tôi đã lãng phí các photon sao chổi tiềm năng quý giá đến với chúng tôi thông qua hệ thống dữ liệu“.
Do đó, các nhà thiên văn học ở Palomar đã đào tạo mạng lưới học sâu của ZTF để nhận ra các cấu hình của sao chổi và không chỉ đơn giản là ném chúng đi. Không lâu sau đó, khuôn mặt xanh lục của C/2022 E3 (ZTF) lộ diện—và ngay lập tức, Bolin biết rằng họ đã thu được một thứ gì đó đáng chú ý.
Có một điều là hướng của nó: Sao chổi đang tiếp cận hệ mặt trời từ phía trên, ở một góc 90 độ, như thể nó đang từ trên trời rơi xuống. Điều này cho thấy nó không đến từ Vành đai Kuiper—một dải gồm các vật thể giống như sao chổi, băng giá, bao quanh hệ mặt trời bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương—vốn gửi cho chúng ta các sao chổi bay ngang trong mặt phẳng của hệ mặt trời. Thay vào đó, nó đến từ đám mây Oort, một khối cầu chứa các vật thể tương tự bao quanh hệ mặt trời ở khoảng cách xa hơn nhiều, với các rìa bên ngoài của nó cách xa tới hai năm ánh sáng. (Chính quỹ đạo của sao chổi cũng cho phép Bolin và Masci xác định chu kỳ quỹ đạo 50.000 năm của nó.)
“Được rồi,” Bolin nhớ lại khi lần đầu tiên nhìn thấy vật thể này, “đây là một thứ đặc biệt.”
Ngoài ra còn có độ sáng và màu sắc nổi bật của sao chổi. Sao chổi phát ra ánh sáng xanh lục khi chúng mang theo carbon diatomic—các phân tử carbon hai nguyên tử—phản ứng với các hạt thoát khí của mặt trời, gió mặt trời. Nhiều sao chổi sở hữu carbon diatomic, nhưng một số ít cũng tiếp cận mặt trời gần như C/2022 E3 (ZTF), nghĩa là chúng thể hiện màu sắc kém sinh động hơn. Bolin nói: “Tôi ước tính rằng sự kết hợp giữa màu xanh lục và độ sáng có thể là một sự kiện cứ sau vài thập kỷ hoặc lâu hơn.
Hơn nữa, C/2022 E3 (ZTF), có hai đuôi, thay vì đuôi đơn đặc trưng của hầu hết các sao chổi. Cái đuôi phổ biến hơn được làm từ bụi và băng tương tác với gió mặt trời. Đuôi thứ hai ít phổ biến hơn được gọi là đuôi ion và được làm từ các phân tử carbon monoxide, carbon dioxide và nitơ bị ion hóa mà một số thiên thể sao chổi mang theo. Bolin cho biết: “Đuôi ion tương tác với các hạt tích điện trong gió mặt trời và bị đẩy ngược hướng với mặt trời, dọc theo luồng gió”.
C/2022 E3 (ZTF) rất đặc biệt, nhưng không phải chỉ có một mình nó mất nhiều thời gian như vậy để quay trở lại với chúng ta. Quỹ đạo 50.000 năm của nó xếp nó vào loại được gọi là sao chổi chu kỳ dài, thường đến từ đám mây Oort và mất từ 200 năm đến 1 triệu năm để hoàn thành một lần đi qua hệ mặt trời. Số lượng vật thể tuyệt đối trong Đám mây Oort có nghĩa là các sao chổi chu kỳ dài tương đối phổ biến—ngay cả khi số năm tuyệt đối để chúng đi qua chúng ta có nghĩa là chúng ta không có cái nhìn thứ hai về bất kỳ cái cụ thể nào trong số chúng trong một thời gian rất dài, làm cho sự xuất hiện của nó trở thành một dịp cực kỳ đặc biệt.
Tuy nhiên, chỉ tìm thấy sao chổi không có nghĩa là nó sẽ được chính thức công nhận. Bolin và Masci đã phải gửi phát hiện của họ cho Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) có trụ sở tại Paris, để các nhà thiên văn học khác cũng có thể kiểm tra vật thể và xác nhận rằng nó thực sự là một sao chổi. Liên minh đã đồng ý và C/2022 E3 (ZTF) đã được công nhận. Than ôi, đối với Bolin và Masci, sao chổi sẽ không bao giờ mang tên họ. Bản chất tập thể của việc phát hiện và xác nhận sao chổi—cộng với nỗ lực của nhóm cần thiết để thực hiện các cuộc khảo sát toàn bộ bầu trời giống như những cuộc khảo sát mà ZTF tiến hành—đã khiến quá trình này trở thành một bài tập hợp tác quá nhiều cho việc đó.
Bolin nói: “Có rất nhiều bộ phận chuyển động phải kết hợp với nhau để biến mọi thứ thành hiện thực. “Bạn không chỉ có hệ thống dữ liệu mà chúng tôi đã nghiên cứu, mà bạn còn có những người thiết lập kính viễn vọng, những người thiết kế và chế tạo kính thiên văn, v.v. Nó giống như 100 người tham gia vậy.”
Vị trí chính xác để nhìn trên bầu trời phía bắc khi sao chổi đến gần là một mục tiêu di động, chỉ có thể nhìn thấy vào ban đêm. Vào ngày 23/1, theo Space.com, C/2022 E3 (ZTF) ở gần chòm sao Draco bên dưới chòm sao Bắc Đẩu; vào ngày 26/1, nó ở ngay bên cạnh Little Dipper. Vào ngày 30 tháng 1, thông qua cách tiếp cận gần nhất với Trái đất vào ngày 1 và 2/2/2023, nó sẽ được nhìn thấy gần chòm sao Camelopardalis, ngay qua điểm tay cầm của Little Dipper. (Xem TheSkyLive.com để biết khả năng hiển thị chính xác từ vị trí của bạn.) Sau đó, sao chổi sẽ bắt đầu thực hiện hành trình hướng ngoại, tiếp tục quá trình quay vòng dài của nó trở lại hệ mặt trời, không quay trở lại với chúng ta trong 50 thiên niên kỷ nữa.
>> Sao chổi xanh là gì? Vì sao nó xuất hiện lại sau 50.000 năm?
