Băng trên Mặt trăng Europa của sao Mộc có thể phát sáng đặc biệt

Quả cầu băng giá xa xôi này có thể chỉ là một trong số gần 80 Mặt trăng đã biết của Sao Mộc, nhưng những gì bên trong Europa mới thực sự được quan tâm vì nó thực sự rất đặc biệt.

Dưới bề mặt băng giá của Europa, các nhà khoa học dự đoán sự tồn tại của một đại dương khổng lồ, ẩn chứa một hồ chứa nước khổng lồ có thể đại diện cho một trong những cơ hội tốt nhất của chúng ta để tìm thấy sự sống trong Hệ Mặt trời.

Nhưng thực tế Europa không chỉ là một hy vọng sáng chói cho việc khám phá sự sống bên ngoài Trái đất. Nó có thể sáng vì những lý do khác.

Trong nghiên cứu mới, một nhóm do nhà vật lý Murthy Gudipati từ Caltech và Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA dẫn đầu cho rằng bức xạ từ từ trường của Sao Mộc có thể tạo ra sự phát sáng trên bề mặt băng giá bao phủ Europa, do phản ứng với hóa học của băng.

Các nhà nghiên cứu giải thích: “Bề mặt của Europa liên tục hứng chịu các luồng hạt tích điện cao do sự hiện diện của từ trường mạnh của Sao Mộc. Những hạt tích điện năng lượng cao này, bao gồm cả các electron, tương tác với bề mặt giàu băng và muối, dẫn đến các quá trình vật lý và hóa học phức tạp”.

Do chúng ta chưa hiểu đầy đủ về cấu tạo hóa học của lớp phủ băng trên Europa nên những quá trình này trông sẽ như thế nào vẫn chưa rõ ràng và cả Đài quan sát Keck ở Hawaii cũng như Kính viễn vọng Không gian Hubble đã ghi lại sự phát sáng giả định này xảy ra trước đây .

Tuy nhiên, vào khoảng thời gian nào đó trong thập kỷ tới, chúng ta có thể có cái nhìn rõ hơn khi tàu vũ trụ Europa Clipper của NASA khám phá và có cơ hội chứng kiến hiện tượng, được gọi là phát quang do electron kích thích.

Tuy nhiên, hiện tại, chúng ta có thể mô phỏng nó trông như thế nào, bắt chước băng của Europa và bức xạ điện tử năng lượng cao của Sao Mộc.

Trong một loạt các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm của Gudipati đã làm lạnh lõi của nước đá trong một ống nhôm, hạ băng xuống nhiệt độ – 173,15 độ C và điều chỉnh nó theo xung bức xạ điện tử.

Khi họ làm điều này, băng phát ra ánh sáng, nhưng cường độ của ánh sáng phụ thuộc vào loại hóa chất không phải băng có trong nước.

“Các chất tương tự băng Europa phát ra các dấu hiệu quang phổ đặc trưng trong vùng khả kiến khi tiếp xúc với bức xạ điện tử năng lượng cao. Chúng tôi nhận thấy rằng sự hiện diện của natri clorua và cacbonat bị dập tắt mạnh mẽ, trong khi tinh thể epsomite tăng cường, băng do bức xạ phát sáng”, các nhà nghiên cứu thông tin.

Ngoài việc đề xuất một giả thuyết cho rằng Europa có thể liên tục phát sáng trong bóng tối, mặc dù chúng ta ở rất xa chúng ta không thể phát hiện ra nó, phát hiện này có thể mở đường cho các phương pháp mới để nghiên cứu Mặt trăng băng giá.

Cụ thể, nó có thể là hệ thống hình ảnh Europa Clipper sẽ có thể quan sát ánh sáng từ quỹ đạo (khoảng 50 km hoặc 30 dặm trên bề mặt), và trong việc phân tích quang phổ, làm sáng tỏ mới về thành phần hóa học của đá của Mặt trăng, phân biệt chất liệu từ các vùng nước-đá tinh khiết.

Các nhà nghiên cứu kết luận: “Do môi trường bức xạ độc đáo và sự đa dạng về địa chất và thành phần phong phú trên bề mặt của nó, băng phát sáng vào ban đêm xảy ra trên Europa có thể rất độc đáo và không giống bất kỳ hiện tượng nào khác trong Hệ Mặt trời của chúng ta”.