Vật thể gần Trái Đất (NEO) là những thiên thể nhỏ như tiểu hành tinh và sao chổi có quỹ đạo gần với quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời.

Cụ thể, các NEO có khoảng cách cận nhật nhỏ hơn 1,3 đơn vị thiên văn (AU), nghĩa là khoảng cách gần nhất của chúng tới Mặt trời gần hơn khoảng 195 triệu km, gần quỹ đạo Trái đất.

Nguồn gốc và thành phần của NEO

Hầu hết các NEO là các mảnh vỡ của các tiểu hành tinh lớn hơn từ vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Người ta tin rằng chúng đã bị đẩy vào quỹ đạo cắt qua Trái Đất thông qua một sự kết hợp phức tạp của các lực, bao gồm tương tác hấp dẫn với các hành tinh và các hiệu ứng nhiệt tinh tế, chẳng hạn như hiệu ứng Yarkovsky - một lực tác động lên các vật thể quay do phát xạ nhiệt không đồng đều. Một số NEO cũng là tàn tích của các sao chổi có thành phần dễ bay hơi hơn. Kích thước của chúng rất đa dạng, từ những tảng đá chỉ vài mét đến những vật thể có đường kính hàng chục km.

Sự đa dạng vật chất giữa các NEO rất rộng. Một số là lõi kim loại của các thiên thể mẹ đã phân hóa, trong khi một số khác chứa khoáng chất silicat hoặc băng, hé lộ những điều kiện của hệ Mặt Trời sơ khai. Các nghiên cứu về thiên thạch - vốn là những mảnh vỡ của các tiểu hành tinh đã rơi xuống Trái Đất - giúp liên kết những khối đá vũ trụ này với thiên thể mẹ, cung cấp manh mối về khoáng vật học và lịch sử địa chất của chúng.

Động lực học và quỹ đạo

Các vệ tinh gần Trái Đất (NEO) được phân loại thành nhiều nhóm dựa trên đặc điểm quỹ đạo của chúng so với Trái Đất. Các nhóm chính bao gồm Apollos và Atens, cả hai đều cắt ngang quỹ đạo Trái Đất, và Amors, có quỹ đạo tiếp cận nhưng không cắt ngang đường đi của Trái Đất. Quỹ đạo của chúng chịu ảnh hưởng bởi tương tác với trường hấp dẫn của các hành tinh, đặc biệt là Trái Đất và Sao Mộc, và cộng hưởng động lực học trong Hệ Mặt Trời. Những cú hích hấp dẫn này có thể làm thay đổi quỹ đạo của chúng theo thời gian, có khả năng làm tăng nguy cơ va chạm hoặc đẩy chúng đến các quỹ đạo an toàn hơn.

Phát hiện và giám sát

Việc phát hiện và theo dõi NEO đã được cải thiện đáng kể nhờ các cuộc khảo sát bằng kính thiên văn chuyên dụng và các sứ mệnh không gian. Các cơ quan như NASA điều hành các chương trình như Chương trình Quan sát Vật thể Gần Trái Đất, tài trợ cho các kính thiên văn nhằm mục đích phát hiện, lập danh mục và mô tả các vật thể này. Thời điểm phát hiện là rất quan trọng vì NEO thường xuất hiện sáng nhất ngay khi chúng đi qua Trái Đất, tạo ra một khoảng thời gian quan sát hạn chế. Các quan sát radar và hồng ngoại tiên tiến bổ sung cho việc theo dõi bằng ánh sáng khả kiến ​​để xác định kích thước, vận tốc, hình dạng và thành phần.

Mối nguy hiểm tiềm tàng và phòng thủ hành tinh

Mặc dù các tác động lớn rất hiếm khi xảy ra trong phạm vi thời gian của con người, nhưng hậu quả của chúng có thể rất thảm khốc. Ngay cả những vật thể nhỏ tới 20 mét cũng có thể gây ra thiệt hại cục bộ đáng kể, trong khi các NEO lớn hơn có thể gây ra những tác động toàn cầu, bao gồm cả biến đổi khí hậu. Sự đồng thuận khoa học nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác định và giám sát các vật thể có khả năng gây nguy hiểm (PHO), tức là các NEO lớn hơn khoảng 140 mét đi qua quỹ đạo Trái Đất.

Sarah Burke-Spolaor, phó giáo sư vật lý và thiên văn học, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy trì góc nhìn khách quan khi xem xét rủi ro tiểu hành tinh. Mặc dù các mối nguy hiểm từ không gian vẫn tồn tại, nhưng những mối nguy hiểm thường nhật như lái xe an toàn thường tiềm ẩn những rủi ro cấp bách hơn. Quan điểm này nhấn mạnh giá trị của sự cảnh giác khoa học kết hợp với nhận thức cân bằng về các mối đe dọa tiềm ẩn, tránh lo lắng thái quá trong khi vẫn tiếp tục theo dõi sát sao các vật thể gần Trái Đất.

Các chiến lược phòng thủ hành tinh đang được nghiên cứu bao gồm việc làm chệch hướng quỹ đạo của tiểu hành tinh bằng tác động động học hoặc tác động của lực hấp dẫn trước khi có va chạm tiềm tàng. Các sứ mệnh không gian như DART (Thử nghiệm Chuyển hướng Tiểu hành tinh Kép) của NASA đã tiên phong trong việc thử nghiệm các kỹ thuật giảm thiểu này để ngăn ngừa va chạm trong tương lai.

Ý nghĩa khoa học và khám phá

Ngoài việc giảm thiểu rủi ro, NEO còn mang đến những mục tiêu dễ tiếp cận cho hoạt động khám phá khoa học. Chúng là những tàn tích nguyên thủy của quá trình hình thành Hệ Mặt Trời, bảo tồn các điều kiện và vật chất từ ​​hàng tỷ năm trước. Các sứ mệnh như Hayabusa của Nhật Bản và OSIRIS-REx của NASA đã mang về các mẫu vật từ NEO, cho phép phân tích chính xác trong phòng thí nghiệm. Điều này có thể cải thiện hiểu biết về sự hình thành hành tinh, sự tiến hóa của Hệ Mặt Trời và nguồn gốc của các hợp chất hữu cơ có khả năng liên quan đến nguồn gốc sự sống trên Trái Đất.

Vật thể gần Trái Đất chiếm một vị trí giao thoa quan trọng giữa khoa học hành tinh, đánh giá rủi ro và thám hiểm không gian. Nghiên cứu của họ hé lộ động lực học và vật liệu cấu thành quần thể vật thể nhỏ trong Hệ Mặt Trời, đồng thời cung cấp thông tin cho các chiến lược bảo vệ Trái Đất khỏi các mối nguy hiểm tiềm ẩn do va chạm. Khả năng phát hiện, theo dõi và, nếu cần, giảm thiểu hoặc làm chệch hướng các vật thể này nhấn mạnh sự kết hợp giữa tính tò mò và sự thận trọng thúc đẩy khoa học về vật thể gần Trái Đất (NEO).