Hình minh họa tàu thăm dò MESSENGER của NASA phía trên bề mặt Sao Thủy (Ảnh: NASA/JHU-APL)

Trong một nghiên cứu hôm 10/9 trên tạp chí Geophysical Research Letters, các nhà khoa học cho biết Sao Thủy có thể đã thu nhỏ thêm khoảng 10-30% so với những tính toán trước đây. Tổng đường kính của hành tinh này có thể đã giảm tới 23 km kể từ khi hình thành, thay vì mức ước tính khoảng 4-16 km trước đó.

Theo các nhà nghiên cứu, nguyên nhân khiến mức độ co lại này lâu nay không được nhận ra có thể nằm ở lịch sử va chạm dữ dội của Sao Thủy. Hàng tỷ năm qua, hành tinh này liên tục bị các tiểu hành tinh va chạm liên tục vào bề mặt tạo ra những hố lớn và phát tán các mảnh vỡ che phủ nhiều dấu vết địa chất do quá trình hành tinh nguội đi và co lại để lại.

Sao Thủy hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm trong giai đoạn đầu hỗn loạn của hệ Mặt Trời. Nhiệt sinh ra từ quá trình hình thành và các vụ va chạm sau đó dần thất thoát ra không gian. Khi phần bên trong nguội đi, hành tinh co lại khiến lớp vỏ bị nén và hình thành các cấu trúc như vách dốc, gờ núi trên bề mặt.

Những cấu trúc này đáng lẽ phân bố tương đối đồng đều trên Sao Thủy. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận thấy những khu vực có địa hình gồ ghề nhất lại có ít dấu vết co rút hơn. Điều này cho thấy các mảnh vụn từ những vụ va chạm có thể đã phủ lên và che khuất một phần các cấu trúc địa chất.

Nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Gaku Nishiyama thuộc Viện Nghiên cứu Vũ trụ của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) dẫn đầu đã kết hợp các bản đồ địa chất với dữ liệu về độ gồ ghề bề mặt Sao Thủy. Sau đó, họ sử dụng những gờ núi và vách dốc còn được bảo tồn tốt ở các khu vực ít chịu tác động của mảnh vụn để ước tính lượng co rút thực sự của hành tinh.

Kết quả cho thấy những cấu trúc bị che khuất có thể tương ứng với 10-30% lượng co rút bổ sung trong suốt 4,5 tỷ năm. Tiến sĩ Nishiyama cho rằng con số này thậm chí có thể vẫn thấp hơn thực tế.

Mức độ co rút của Sao Thủy cũng cung cấp manh mối về thành phần bên trong hành tinh. Theo ông Nishiyama, một hành tinh co lại nhiều hơn có thể sở hữu lõi kim loại lớn hơn, chứa ít nguyên tố nhẹ như silicon hơn hoặc có nhiệt độ ban đầu cao hơn.

Ước tính mới hiện dựa chủ yếu trên dữ liệu do tàu vũ trụ MESSENGER của NASA thu thập trước khi kết thúc nhiệm vụ vào năm 2015. Do giới hạn về độ phân giải, MESSENGER chỉ có thể nhận diện những cấu trúc lớn hơn khoảng 5 km.

Các nhà khoa học kỳ vọng sứ mệnh BepiColombo tới đây sẽ cung cấp thêm dữ liệu quan trọng. Từ tháng 11/2026, tàu dự kiến sẽ thực hiện các quan sát bề mặt Sao Thủy với độ phân giải cao hơn nhằm có thể phát hiện thêm những dấu vết co rút nhỏ mà các sứ mệnh trước đây chưa nhận ra.