Vesta, tiểu hành tinh sáng nhất trong vành đai tiểu hành tinh của Hệ Mặt Trời, là một trong những tiểu hành tinh đầu tiên được phát hiện. Câu chuyện về cách Vesta được phát hiện là một câu chuyện đầy những lý thuyết thất bại, ghen tị và mất uy tín, như tất cả lịch sử khoa học tốt nên có.
Ngày nay chúng ta biết có khoảng hai triệu tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, nhưng 250 năm trước, sự tồn tại của bất cứ thứ gì trong khu vực đó của bầu trời chỉ là suy đoán.
Năm 1766, một nhà thiên văn học và toán học người Đức, Johann Daniel Titius đã xây dựng một định luật toán học để giải thích và dự đoán khoảng cách giữa các hành tinh trong một hệ hành tinh. Đây là lý thuyết mất uy tín đầu tiên mà chúng ta sẽ gặp trong câu chuyện này.
Theo định luật Titius, các nhà thiên văn học phải tìm thấy một hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc cũng như nhiều hơn nữa, xa hơn nữa, nhưng không có hành tinh nào được tìm thấy vào thời điểm này.
Mặc dù thiếu bằng chứng này, sáu năm sau khi Titius lần đầu tiên công bố định luật của mình, nó đã được nhà thiên văn học người Đức Johann Elert Bode thông qua và phổ biến. Sau đó, vào ngày 13 tháng 3 năm 1781, William Herschel phát hiện ra Sao Thiên Vương, nơi định luật dự đoán một hành tinh nên ở đó.
Johann Schröter là một luật sư trở thành nhà thiên văn học. Khi William Herschel phát hiện ra Sao Thiên Vương, Schröter đã từ bỏ ngành luật để dành toàn bộ thời gian cho việc quan sát. Ông được biết đến nhiều nhất nhờ những quan sát và bản vẽ kèm theo về đặc điểm của các hành tinh gần chúng ta nhất.
Xuất thân từ Budapest ở Hungary, Nam tước Franz Xaver von Zach sống và làm việc ở Paris, London và nhiều thành phố châu Âu khác, đôi khi với tư cách là gia sư riêng, lúc khác là giảng viên hoặc trong Đài quan sát. Vào cuối thế kỷ 18, ông đã giúp thành lập Cảnh sát Thiên thể.
Karl Harding được thuê làm gia sư cho con trai của Schröter, trước khi được thăng chức làm trợ lý và quan sát viên thiên văn tại đài quan sát của Schröter ở Lilienthal. Ngày nay, ông được biết đến nhiều nhất nhờ phát hiện ra tiểu hành tinh thứ ba, Juno, vào năm 1804, mà ông đã phát hiện ra tại đài thiên văn của Schröter.
Heinrich Olbers học để trở thành bác sĩ trước khi chuyển sang thiên văn học. Ông phát hiện ra tiểu hành tinh Pallas vào tháng 3 năm 1802 và 5 năm sau phát hiện ra Vesta. Olbers tin rằng vành đai tiểu hành tinh được hình thành khi một hành tinh duy nhất bị phá hủy trong vụ va chạm với một sao chổi.
Sau thành công này của cái mà giờ đây đã trở thành định luật Titius-Bode, sự quan tâm đến khu vực giữa Sao Hỏa và Sao Mộc ngày càng tăng.
Nam tước Franz Xaver von Zach và Johann Hieronymus Schröter, chủ nhân của một đài quan sát tại Lilienthal ở Đức, cả hai đã tự mình tạo ra và khuyến khích một cộng đồng các nhà thiên văn tích cực tìm kiếm các hành tinh mất tích.
Sau một gợi ý của Joseph-Jérome de Lalande, Zach và Schröter, cùng với Karl Harding, Heinrich Olbers, Freiherr von Ende và Johann Gildemeister đã thành lập một nhóm tự xưng là ‘Cảnh sát Thiên thể’.
Mục đích của họ là tổ chức và điều phối một dự án quốc tế lớn nhằm tìm kiếm hành tinh mất tích bằng cách chỉ định các phần khác nhau của bầu trời cho các nhà thiên văn học khác nhau trên khắp thế giới.
Tổng cộng, họ đã viết thư cho 24 nhà thiên văn học trên khắp châu Âu, mời họ tham gia Cảnh sát Thiên thể để săn tìm vật thể mất tích này. Họ đã gửi thư của họ vào năm 1800.
Trong khi đó, trước khi nhận được lời mời của mình, linh mục người Ý đã trở thành nhà thiên văn học Giuseppe Piazzi đã phát hiện ra Ceres ở chính xác vị trí mà định luật Titius-Bode tiên đoán vào ngày 1 tháng 1 năm 1801.
Piazzi ngay lập tức công bố phát hiện của mình trong một bức thư gửi cho nhà thiên văn học người Ý Barnaba Oriani, đề phòng (như William Herschel đã làm trước ông) khi tuyên bố đã phát hiện ra một sao chổi.
Săn sao chổi vào năm 1801 là một hoạt động thiên văn lâu đời và đáng kính trọng. Rất nhiều người đã săn lùng và phát hiện ra chúng.
Các hành tinh khác thường hơn và việc đưa ra tuyên bố như vậy, nếu nhầm lẫn, có thể tỏ ra kiêu ngạo và thiếu lịch sự.
Tuy nhiên, Piazzi đã gợi ý về sự nghi ngờ của anh ấy, nói với Oriani trong bức thư của anh ấy rằng trong khi anh ấy nghĩ rằng mình đã tìm thấy một sao chổi, thì thực tế, “nó có thể là thứ gì đó tốt hơn”.
Tin tức về khám phá này lan truyền khắp châu Âu và các nhà thiên văn học trên khắp lục địa đã quan sát, kiểm tra và tính toán quỹ đạo của nó, cho đến khi cuối cùng người ta đồng ý rằng đây thực sự là một hành tinh mới – nếu khá nhỏ -.
Giờ đây, Piazzi có thể đặt tên cho nó, chọn tiêu đề Ceres, theo tên nữ thần nông nghiệp của La Mã. Không nản lòng, Cảnh sát Thiên thể tiếp tục tìm kiếm các vật thể không giải thích được dọc theo đường hoàng đạo không phải là các ngôi sao.
Hơn một năm sau khi Cảnh sát Thiên thể bắt đầu tìm kiếm, Heinrich Olbers, khi quan sát từ tầng trên của ngôi nhà của mình (nơi mà ông đã biến thành đài quan sát), đã phát hiện ra vật thể thứ hai, Pallas, vào ngày 28 tháng 3 năm 1802.
Olbers đã thực sự cố gắng quan sát thêm về Ceres để giúp hiểu rõ hơn về hành tinh mới này khi anh tình cờ gặp Pallas.
Sau khi được coi là một hành tinh khác (thuật ngữ tiểu hành tinh vẫn chưa được sử dụng), Olbers đặt tên cho nó là Pallas, theo tên của nữ thần Trí tuệ La Mã.
Cảnh sát Thiên thể vẫn tiếp tục tìm kiếm và lần này đến lượt Karl Harding phát hiện ra, tìm thấy một thiên thể khác trong vành đai tiểu hành tinh vào năm 1804. Khi Harding phát hiện ra tiểu hành tinh của mình,
ông đặt tên cho nó là Juno, theo tên nữ thần La Mã cao nhất.
Ba năm sau, vào tháng 3 năm 1807, Heinrich Olbers có khám phá thứ hai về vành đai tiểu hành tinh: Vesta.
Ông đã chọn cái tên, phù hợp với truyền thống đã được thiết lập cho đến nay, chọn tên của một nữ thần La Mã. Lần này anh chọn Vesta, nữ thần lò sưởi, mái ấm và gia đình của người La Mã.
Cuộc tìm kiếm của anh ấy bắt đầu khi anh ấy bắt đầu đưa ra giả thuyết rằng có lẽ Ceres và Juno là những mảnh vỡ của một hành tinh cũ.
Đây là lý thuyết thứ hai hiện đã bị mất uy tín trong câu chuyện này. Olbers lưu ý rằng cả Ceres và Juno đều khá nhỏ để trở thành hành tinh được dự đoán bởi định luật Titius-Bode.
Điều gì sẽ xảy ra nếu, ông gợi ý trong một bức thư gửi Carl Friedrich Gauss vào năm 1802, “…Ceres và Pallas là những mảnh vỡ của một hành tinh lớn hơn trước đây đã bị phá hủy do va chạm với một sao chổi?”
Anh ấy tiếp tục: “Liệu chúng ta có thể khám phá thêm các mảnh của hành tinh đã tồn tại trước đây này ở vị trí thích hợp của nó không?”
Việc phát hiện ra Juno dường như xác nhận những nghi ngờ của anh ấy, cũng như việc anh ấy phát hiện ra Vesta.
Ngày nay, người ta tin rằng vành đai tiểu hành tinh có nhiều khả năng là các mảnh của một hành tinh chưa bao giờ hình thành do quá trình hình thành bị gián đoạn bởi lực hấp dẫn của Sao Mộc.
Trong khi đó, khi tất cả những khám phá này đang được thực hiện và thảo luận trong các bức thư và các cuộc họp xã hội trên khắp châu Âu, William Herschel bắt đầu bày tỏ mối quan ngại. Xét cho cùng, hành tinh của anh là hành tinh đầu tiên được phát hiện từ thời cổ đại, và là hành tinh đầu tiên của một nhà khám phá được nêu tên.
Một loạt các phát hiện bổ sung nhỏ này dường như (trong mắt anh ấy) làm loãng thành tích này. Trong một bài viết khá dài trên tạp chí Philosophical Transactions of the Royal Society (tháng 5 năm 1802), ông bắt đầu phân tích những khám phá mới này, kiên quyết không gọi chúng là các hành tinh.
Anh ấy giải thích trong bản tóm tắt của mình rằng chúng quá nhỏ so với cái tên đó, và khá kỳ lạ là anh ấy thích gọi chúng là những ngôi sao hơn.
Ở cuối bài báo, ông đề xuất một cái tên mới, ‘tiểu hành tinh’, tuyên bố rằng “Những thiên thể này sẽ giữ vị trí trung bình, giữa hai loài đã được biết đến trước đây”, theo đó ông muốn nói đến các hành tinh và sao chổi. Phải mất một thời gian, nhưng đến giữa thế kỷ 19, cái tên đó đã bị mắc kẹt.
Cảnh sát Thiên thể tiếp tục tìm kiếm các tiểu hành tinh trong 8 năm nữa sau khi Vesta phát hiện ra, nhưng không gặp may.
Đến năm 1815, họ miễn cưỡng kết luận rằng không còn hành tinh nào hoặc các bộ phận của chúng được tìm thấy trong đó.
một phần của bầu trời. Phải mất 30 năm trước khi Karl Ludwig Hencke (và theo thời gian, những người khác) chứng minh họ sai.
Trong số tất cả các tiểu hành tinh được phát hiện trước đó và kể từ đó, Vesta là tiểu hành tinh sáng nhất và là tiểu hành tinh duy nhất đủ sáng để có thể nhìn thấy bằng mắt thường nhờ kích thước và bản chất bề mặt của nó.
Trong những năm qua, các nhà thiên văn học đã tiếp tục nghiên cứu các tiểu hành tinh này, ngày càng tiến gần hơn để đo các thuộc tính khác nhau của chúng, bao gồm kích thước và khối lượng.
Vào những năm 1880, Edward Charles Pickering và nhóm của ông tại Đài thiên văn Đại học Harvard đã đo được đường kính trung bình của Vesta vào khoảng 513 km, những phép đo này đã được tinh chỉnh vào những năm 1980 và một lần nữa vào những năm 1990, trước khi được sứ mệnh Bình minh của NASA xác nhận.
Năm 1966, Vesta trở thành tiểu hành tinh đầu tiên được xác định khối lượng bằng cách sử dụng các quan sát về nhiễu loạn hấp dẫn của nó đối với tiểu hành tinh Arete.
Nó được đo bởi Hans G Hertz từ Trung tâm Vũ trụ Goddard của NASA, người đã ước tính khối lượng của Vesta vào khoảng 1,2×10 –10 lần khối lượng Mặt trời, một ước tính đã được tinh chỉnh thêm để gần bằng 1,3×10 -10 khối lượng Mặt trời bởi sứ mệnh Bình minh.
Vesta cũng có những đặc điểm vật lý thú vị, một lần nữa đã được nghiên cứu thêm và hiểu rõ hơn nhờ sứ mệnh Bình minh gần đây của NASA.
Vesta là thiên thể lớn thứ hai trong vành đai tiểu hành tinh (sau Ceres) và có một miệng hố rộng 500 km trên bề mặt của nó (gần bằng chiều rộng của đường kính toàn bộ tiểu hành tinh).
Sứ mệnh Bình minh đặt tên cho miệng núi lửa này là Rheasilvia theo tên mẹ của Romulus và Remus trong thần thoại La Mã.
Sứ mệnh Bình minh của NASA là kết quả của nhiều năm lập kế hoạch và một loạt sai lầm khi bắt đầu. Từ đầu những năm 1980, không chỉ NASA mà ESA và Liên Xô cũng đã có đề xuất gửi tàu vũ trụ đến Vesta để nghiên cứu chi tiết hơn, nhưng phải đến khi sứ mệnh Dawn được khởi động vào năm 2007, những tham vọng đó mới được thực hiện. cuối cùng đã được thực hiện.
Nhiệm vụ bắt đầu đến thăm cả Vesta và Ceres để tìm hiểu thêm về những vật thể này, vành đai tiểu hành tinh và sự hình thành Hệ Mặt trời của chúng ta.
Trong quá trình này, họ đã có thể xác nhận hoặc cải thiện các nghiên cứu trước đây về các loại đá không gian này.
Emily Winterburn là tác giả của cuốn Cuộc cách mạng thầm lặng của Caroline Herschel: Nữ anh hùng thiên văn đã mất. Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 3 năm 2021 của Tạp chí BBC Sky at Night.