Vì sao trong hệ Mặt trời lại có nhiều tiểu hành tinh đến thế?

Trong hệ Mặt Trời có những gì? Một nhà thiên văn từng trả lời rất khéo rằng: “Một họ đại hành tinh, một họ tiểu hành tinh”. Câu nói ấy đã nêu đúng trọng tâm. Trong hệ Mặt Trời, người ta chỉ phát hiện được 9 đại hành tinh; còn từ năm 1801, khi tiểu hành tinh đầu tiên được tìm ra, đến cuối thập kỷ 90 của thế kỷ XX, số tiểu hành tinh đã được đánh số đã vượt quá 8000 ngôi, và vẫn còn rất nhiều tiểu hành tinh khác chờ được phát hiện.

Những “người anh em nhỏ” của các đại hành tinh này thực sự có bao nhiêu? Theo thống kê, tổng số có thể vào khoảng 50 vạn ngôi. Tuyệt đại đa số trong đó chuyển động giữa quỹ đạo của Hỏa Tinh và Mộc Tinh, tập trung ở vùng cách Mặt Trời từ 2,06 đến 3,65 đơn vị thiên văn. Khu vực ấy của hệ Mặt Trời được gọi là “vành đai tiểu hành tinh”.

Vì sao giữa quỹ đạo Hỏa Tinh và Mộc Tinh lại tập trung nhiều tiểu hành tinh đến vậy?

Câu hỏi này đã đặt ra trước các nhà thiên văn hơn 200 năm, nhưng cho đến nay vẫn chưa có một cách giải thích nào được công nhận hoàn toàn.

Giả thuyết thường được nhắc đến là “thuyết bùng nổ”. Theo thuyết này, vành đai tiểu hành tinh vốn là một hành tinh lớn, có kích thước tương tự Trái Đất hoặc Hỏa Tinh. Về sau, vì một nguyên nhân nào đó, hành tinh ấy phát nổ, các mảnh vỡ của nó trở thành những tiểu hành tinh. Nhưng năng lượng nào có thể làm một đại hành tinh nổ tung? Và vì sao các mảnh vỡ sau khi bắn ra lại tập trung thành dải tiểu hành tinh như hiện nay? Những điểm này thuyết bùng nổ vẫn chưa giải thích được.

Một quan điểm khác cho rằng, ban đầu trong vùng không gian ấy tồn tại mấy chục tiểu hành tinh có đường kính trên vài trăm km. Trong quá trình quay quanh Mặt Trời lâu dài, chúng khó tránh khỏi va chạm lẫn nhau, thậm chí va chạm nhiều lần, từ đó tạo ra các tiểu hành tinh lớn nhỏ khác nhau với hình dạng rất đa dạng như ngày nay. Tuy vậy, thuyết va chạm cũng còn điểm chưa hoàn chỉnh. Nếu chỉ có mấy chục thiên thể lớn chuyển động giữa quỹ đạo Hỏa Tinh và Mộc Tinh, thì cũng giống như giữa Thái Bình Dương chỉ có vài con cá bơi lội, cơ hội để chúng va chạm nhiều lần quả thật không lớn.

Những năm gần đây, một giả thuyết tương đối phổ biến là “thuyết bán thành phẩm”. Đại ý là trong đám tinh vân nguyên thủy, khi các thiên thể của hệ Mặt Trời bắt đầu hình thành, do sự nhiễu động của Mộc Tinh và một số nhân tố chưa rõ khác, vùng không gian này vốn đã ít vật chất lại càng khó tụ lại hơn. Vì thế, các vật thể ở đó không thể hình thành đại hành tinh, mà chỉ dừng lại ở dạng “bán thành phẩm”, tức các tiểu hành tinh như hiện nay.

Tuy vấn đề tiểu hành tinh hiện vẫn chưa có lời giải thích thật thỏa đáng, các nhà thiên văn đã nhận ra rằng việc nghiên cứu chúng có ý nghĩa rất quan trọng trong việc làm sáng tỏ nguồn gốc hình thành hệ Mặt Trời.