Viên đá chứa kim cương ngoài hành tinh

Một viên đá cuội nhỏ ở Ai Cập chứa kim cương siêu nhỏ cùng nhiều hợp chất không thể tìm thấy ở bất kỳ đâu trong hệ Mặt Trời.

Viên đá Hypatia không chỉ có nguồn gốc ngoài hành tinh. Nó còn chứa những hợp chất vi khoáng chưa từng được tìm thấy ở bất nơi nào trên Trái đất, thiên thạch hay nơi nào khác trong hệ Mặt Trời, theo Science Alert. Đó là phát hiện gây nhiều băn khoăn cho các nhà nghiên cứu về quá trình hình thành hệ Mặt Trời.

Hypatia được tìm thấy ở tây nam Ai Cập và được đặt tên theo nhà khoa học Hypatia sống ở Alexandria vào thế kỷ 4-5. Năm 2013, các nhà nghiên cứu tuyên bố viên đá này không có nguồn gốc từ Trái Đất. Các phân tích sau đó hé lộ viên đá chứa kim cương không phải là tàn dư của bất kỳ sao chổi hay thiên thạch nào đã biết. Những đặc điểm của nó không trùng với vật liệu ngoài hành tinh nào các nhà nghiên cứu từng ghi nhận.

Các mảnh vỡ của viên đá Hypatia. (Ảnh: Science Daily).

Một nhóm nhà nghiên cứu đến từ Đại học Johannesburg, Nam Phi, phân tích ma trận carbon của viên đá và nhận thấy nó thiếu chất silicate. Chính đặc điểm này khiến viên đá Hypatia trở nên khác biệt so với các vật liệu liên hành tinh khác từng rơi xuống Trái Đất. Viên đá cũng chứa những khoáng chất dường như có niên đại trước cả Mặt Trời. Các nhà nghiên cứu so sánh cấu trúc bên trong của viên đá với một chiếc bánh trái cây vỡ nát sau khi rơi khỏi giá.

Viên đá giống như một mẩu nhỏ của "chiếc bánh" ban đầu. Vật thể đó có đường kính ước tính vài mét. Tuy nhiên, thành phần cấu tạo của viên đá tiết lộ nhiều điều về toàn bộ vật thể. Những thiên thạch phi kim loại được gọi là chondrite có nhiều điểm giống Trái Đất, chứa một lượng nhỏ carbon và nhiều silicon. Hypatia hoàn toàn ngược lại khi chứa nhiều carbon và một lượng rất nhỏ silicon.

"Càng bất thường hơn là ma trận này chứa một lượng cao hợp chất carbon rất đặc biệt gọi là polyaromatic hydrocarbon, hay PAH, thành phần chính của bụi liên sao, tồn tại trước cả khi hệ Mặt Trời hình thành. Bụi liên sao cũng được tìm thấy trong các sao chổi và thiên thạch không bị nung nóng suốt thời gian dài trong lịch sử tồn tại", Jan Kramers, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí Geochimica et Cosmochimica Acta số tháng 2, cho biết.

Một số hợp chất PAH trong Hypatia tạo thành những viên kim cương nhỏ hơn một micromet, có thể do va chạm với Trái Đất. Nhóm nghiên cứu còn tìm thấy nhôm ở dạng kim loại tinh khiết, điều rất hiếm xảy ra trong hệ Mặt Trời, silic cacbua và bạc iot photphua ở những dạng không ngờ tới, cùng một hợp chất chứa chủ yếu là photpho và kền.

Những đặc điểm trên chỉ ra Hypatia được cấu tạo từ những vật liệu có trước Mặt Trời nhưng bản thân viên đá có thể hình thành sau Mặt Trời, bởi cần một đám mây đặc như tinh vân mặt trời để tạo nên vật thể lớn hơn.

"Hypatia hình thành trong một môi trường lạnh, có thể ở nhiệt độ thấp hơn của ni tơ lỏng trên Trái đất (-196 độ C). Trong hệ Mặt trời của chúng ta, nơi đó ở xa hơn nhiều vành đai tiểu tiểu hành tinh giữa sao Hỏa và sao Mộc, nơi phần lớn thiên thạch sinh ra", Kramers nói.

"Những sao chổi chủ yếu đến từ vành đai Kuiper, phía ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương và xa hơn khoảng 40 lần khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời. Một số đến từ đám mây Oort, thậm chí xa hơn. Chúng tôi biết rất ít về thành phần hóa học của những thiên thể ngoài đó. Do vậy, mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là tìm hiểu sâu hơn về nguồn gốc của Hypatia", Kramers chia sẻ.