Trong Hệ mặt trời, Sao Diêm vương đã đánh mất địa vị một hành tinh từ năm 2006. Dù nó chỉ bằng 2/3 Mặt trăng và rộng hơn Nam Cực một chút, nhưng vệ tinh Charon của nó lại lớn bất thường. Với đường kính 1,214 km, Charon to bằng phân nửa Sao Diêm Vương và chí ít cũng gần bằng vệ tinh Iapetus của Sao Mộc.

Vì điểm bất thường đó mà hàng chục năm qua các nhà thiên văn đã cố gắng minh định cách Sao Diêm Vương có được Charon. Người ta từng cho rằng cách Charon hình thành giống với Mặt trăng, tức là được tạo ra sau khi Trái đất bị một vật thể lớn bằng Sao Hỏa (tên là Theia) va chạm rất mạnh. Nó hợp nhất phần lớn vào Trái Đất, đồng thời đẩy một phần bụi vật chất ra không gian. Sau cùng bụi này tụ lại, nguội dần để thành Mặt trăng.

Nhưng theo nghiên cứu mới được công bố trên Nature Geoscience, thì Charon đã hình thành theo một cách hơi khác. Tác giả chính của nghiên cứu là Adeene Denton cho biết Sao Diêm Vương và Charon lúc đầu cũng va chạm, nhưng không hợp thành một khối lớn như kiểu Trái đất và Theia mà vẫn nằm riêng rẽ. Chúng chỉ ở rất gần nhau, với một số vật chất tạm hòa vào nhau và quay cùng nhau để tạo thành một thứ nhìn giống “người tuyết”. Sau đó thì tách ra làm hai như ngày nay.

Từ đầu những năm 2000, người ta đã lập nhiều mô hình nhằm mô phỏng cách Sao Diêm Vương và Charon hình thành, nhưng lại thiếu xác đáng do không xét tới cấu tạo của chúng. Sao Diêm Vương được cấu tạo từ một lõi đá và bao phủ bởi băng. Nó chứa nhiều đá hơn băng, trong khi Charon nhiều băng hơn với tỷ lệ 50% đá và 50% băng.

Để đưa nhân tố này vào mô phỏng, nhóm nghiên cứu đã chuyển sang cụm máy tính hiệu suất cao của Đại học Arizona. Từ đó họ có thể xác định đúng hơn động lượng va chạm được trao đổi giữa cả hai. Do băng mềm dẻo và giòn ít hơn đá, nó có thể hấp thụ và phân phối năng lượng từ tác động hiệu quả hơn mà không bị vỡ hoàn toàn.

Điều này giải thích tại sao Charon không bị hợp nhất với Sao Diêm Vương. Thành ra dù cả hai vẫn có trao đổi một số vật chất khi va chạm, nhưng nhìn chung là gần như còn nguyên. Chúng chỉ dính tạm vào nhau và quay tròn vài tiếng, cho tới khi sao Diêm Vương đẩy lại Charon vào quỹ đạo.

Thời điểm va chạm dường như khoảng 4 tỷ năm trước. Nhưng bản thân vụ va chạm thì diễn ra rất nhanh trong vòng 15 tiếng trước khi cả hai tách ra lần nữa. Và 45 tiếng tiếp theo, Charon đã ở cách Sao Diêm Vương 2 ngàn km.

Chưa kể, lực tác động cũng có thể làm chảy một phần lớp vỏ băng trên Sao Diêm Vương để tạo thành đại dương ngầm. Dù sao tất cả chỉ mới là giả thuyết và ngày chúng ta kiểm chứng được chúng vẫn còn rất xa.