Thảm họa hạt nhân Hiroshima hé lộ bí ẩn sự hình thành của Hệ Mặt Trời

Tháng 8/1945, Mỹ đã thả quả bom hạt nhân Little Boy xuống Hiroshima (Nhật Bản), khiến thành phố này chìm trong quả cầu lửa tàn khốc. 140.000 người đã thiệt mạng, nhiều diện tích đất đai, cơ sở hạ tầng "bốc hơi".

Giờ đây sau gần 70 năm, các nhà khoa học đã lần đầu tiên phát hiện ra sự thật đằng sau vụ nổ kinh hoàng đó, khi nó có thể ẩn chứa câu trả lời về sự hình thành của Hệ Mặt Trời - nơi chúng ta sinh sống.

Vậy, chuyện gì đã xảy ra?

Theo Nathan Asset, nhà hóa học thiên văn đến từ Đại học Paris Cité (Pháp), bê tông và thép từng tạo nên các tòa nhà ở thành phố Hiroshima đã bị nung nóng và đốt cháy dưới nhiệt độ cực cao của quả bom hạt nhân.

Sau đó, chúng nguội đi và rơi trở lại Trái Đất dưới dạng những hạt tròn giống như thủy tinh. Đây được cho là thành phẩm sau quá trình ngưng tụ bên trong quả cầu lửa hạt nhân. Điều thú vị là những vật chất này lại có nhiều điểm tương đồng với các thiên thạch nguyên thủy - được gọi là chondrite.

Theo một giả thuyết được nhiều người tin tưởng, chondrite vốn dĩ được hình thành từ bụi liên sao và khí tinh vân trong Hệ Mặt Trời từ thủa sơ khai.

Mặc dù chúng ta chưa có điều kiện để nghiên cứu kỹ về chondrite, nhưng việc tìm hiểu những gì xảy ra sau thảm họa hạt nhân ở Hiroshima hóa ra lại có thể mang đến những hiểu biết nhất định về các chất ngưng tụ đầu tiên trong Hệ Mặt Trời.

Với luận điểm này, nhóm nghiên cứu do Nathan Asset dẫn đầu đã thực hiện phân tích 94 mảnh vụn bụi phóng xạ hạt nhân từ Hiroshima, để rồi xác định 4 loại vật chất, gồm: melilit, anorthositic, soda-lime và silica.

Cả 4 loại này đều có thành phần đồng vị oxy và silicon rất đặc biệt, mang lại cho các nhà nghiên cứu một phương pháp mới để nghiên cứu về cách mà chúng có thể hình thành.

Tuy nhiên, việc tái hiện lại điều kiện hình thành của chúng là một thử thách thực sự. Theo đó, quả bom hạt nhân ở Hiroshima từng phát nổ với nhiệt lượng xấp xỉ 10 triệu độ C ở độ cao 580 mét phía trên thành phố, và khoảng hơn 6.000 độ C ở gần mặt đất.

Mức nhiệt này dễ dàng làm bốc hơi mọi vật liệu xây dựng chỉ trong vài giây. Sau đó, chúng trải qua một quá trình ngưng tụ bên trong các đám mây khí, rồi bị làm nguội để trở thành thủy tinh khi tiếp xúc với nhiệt độ khoảng 1.400 độ C.

Những chất này rất giàu canxi-nhôm (CAI), và chúng cũng chứa nhiều đồng vị oxy-16 (16 O). Đây là một dạng oxy nhẹ hơn, và ít neutron hơn các đồng vị phổ biến

Các nhà khoa học cho rằng đồng vị oxy này cũng có thể đã được tạo ra do tia cực tím khi chúng xuyên qua đám mây khí bụi giữa các vì sao. Đó có thể cũng là cách mà các chondrite đầu tiên của Hệ Mặt Trời nguyên thủy hình thành.

Một giả thuyết khác thì cho rằng, chúng có thể được tạo ra bởi các cơ chế cụ thể khi vật liệu bay hơi, rồi bị ngưng tụ thành chất lỏng trước khi hóa rắn.