Vesta là một trong những tiểu hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời, với đường kính trung bình khoảng 525km. Lõi sắt của Vesta có đường kính khoảng 110km. Nhà thiên văn học người Đức Heinrich Wilhelm Olbers lần đầu tiên phát hiện ra tiểu hành tinh này vào ngày 29.3.1807, và đặt tên theo thần Vesta, vị thần trinh nữ của gia đình và trái tim trong thần thoại La Mã.

Tàu vũ trụ Dawn của NASA đã đến Vesta vào năm 2011 và 2012 và lập bản đồ bề mặt của tiểu hành tinh này với độ chi tiết chưa từng có. Dựa trên các dữ liệu do tàu thăm dò Dawn thu được, các nhà khoa học ghi nhận nhiều đặc điểm khác thường của Vesta. Chẳng hạn trên bề mặt có nhiều miệng hình phễu do va đập, các đường rãnh, hố trũng và nhiều loại khoáng chất...

“Có nhiều bằng chứng địa chất cho thấy nó giống Trái đất và Mặt trăng” - nhà khoa học Christopher T Russell nói. Tuy nhiên, ông cho biết không thể xếp nó vào nhóm “hành tinh”. Theo BBC, các nhà khoa học đang miêu tả Vesta là một vật thể dạng “quá độ”.

Trong số các đặc điểm mà tàu vũ trụ Dawn nghiên cứu có hai rãnh lõm rộng lớn: Divalia Fossae trải dài xung quanh hơn một nửa tiểu hành tinh và Saturnalia Fossae ở bán cầu bắc của khối đá vũ trụ khổng lồ.

Có những giả thuyết khác nhau về cách hình thành chính xác của cấu trúc này, nhưng một trong số đó cho rằng mỗi cấu trúc là kết quả của một trận đại hồng thủy. Các nhà khoa học hy vọng việc giải mã bí ẩn về cách các cấu trúc này hình thành sẽ làm sáng tỏ lịch sử của Vesta - và có thể là các thiên thể lớn khác trong Hệ Mặt trời.

"Vesta cũng từng trên đường trở thành một hành tinh giống Trái đất, nhưng quá trình hình thành hành tinh đã dừng lại từ rất sớm trong lịch sử hệ mặt trời của chúng ta. Do đó, nghiên cứu Vesta giúp chúng tôi hiểu những ngày đầu tiên của hàng xóm Trái đất và cách hành tinh của chúng ta hình thành" - Christian Klimczak, nhà địa chất học tại Đại học Georgia và đồng tác giả về cuốn sách mới nghiên cứu về tiểu hành tinh, cho biết.

Kể từ khi tàu vũ trụ Dawn lần đầu tiên phát hiện ra hai rãnh lõm này, các nhà khoa học đã tự hỏi liệu các cấu trúc đó có liên quan với hai đặc điểm nổi bật khác trên Vesta - các lưu vực Rheasilvia và Veneneia - hay không. Thật kỳ lạ, mỗi rãnh lõm dường như là kết quả của một vùng va chạm, khiến các nhà khoa học tự hỏi liệu hai lần va chạm có tạo ra một lưu vực và một rãnh hay không.

Các nhà nghiên cứu đằng sau công trình mới này muốn giải quyết bí ẩn bằng cách sử dụng một công cụ phổ biến trong khoa học hành tinh là "crater counting" (đếm miệng núi lửa) để ước tính tuổi của bề mặt hành tinh. Phương pháp này dựa trên các giả định rằng khi một phần bề mặt hành tinh là mới thì nó không có hố va chạm; các hố va chạm tích tụ sau đó với tốc độ được cho là đã biết. Do đó, việc đếm xem có bao nhiêu miệng núi lửa với nhiều kích cỡ khác nhau trong một khu vực nhất định cho phép xác định chúng đã tích tụ trong bao lâu và do đó biết được bề mặt đã hình thành bao lâu.

Mặc dù việc đếm miệng núi lửa không cho phép xác định niên đại chính xác của các bề mặt, nhưng đôi khi nó có thể xác định liệu một địa điểm có lâu đời hơn địa điểm khác hay không. Ngoài ra, những nơi mà các đối tượng địa lý tác động chồng lên nhau cho các nhà khoa học thấy rằng đối tượng địa lý trên cùng hình thành mới hơn đối tượng địa lý bên dưới.

Nhưng khi các nhà khoa học đếm và lập bản đồ các miệng núi lửa trên Vesta, họ nhận thấy không có đủ thông tin để xác định một cách chắc chắn các lưu vực và rãnh có liên quan với nhau như thế nào. Điều đó cho thấy nghiên cứu không bác bỏ giả thuyết rằng một tác động đã hình thành lưu vực Veneneia và rãnh Saturnalia, cùng lưu vực Rheasilvia và rãnh Divalia.

"Kết quả của chúng tôi cho thấy các rãnh và lưu vực có số lượng miệng núi lửa tương tự nhau ở nhiều kích cỡ khác nhau, chứng tỏ chúng có cùng độ tuổi" - Jupiter Cheng, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Georgia và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Icarus số tháng 9 năm 2021.