Tìm cách giải mã những cơn gió ảo ma thổi trên mặt trăng Titan của sao Thổ
Nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học nhằm mục đích làm sáng tỏ những cơn gió ảo ma trên Titan – mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ đã khiến các nhà thiên văn học bối rối trong nhiều thập niên.
Mô phỏng bề mặt Titan
Các nhà nghiên cứu cho biết, các câu trả lời có thể giúp giải thích tại sao Titan là mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời vẫn có bầu khí quyển giống hành tinh.
Các nhà thiên văn học lâu này vốn sớm biết rằng các mùa trên Titan – mỗi mùa kéo dài gần 7,5 năm Trái đất – ảnh hưởng đến gió của thiên thể này. Nhưng họ không thể xác định tốc độ của những cơn gió đó. Đã có hai nghiên cứu liên quan, được thực hiện cách nhau gần 30 năm nhưng lại dẫn đến những phát hiện trái ngược nhau.
Giờ đây, các nhà thiên văn học đang xem xét lại bí ẩn đã tồn tại hàng thập niên này bằng các kính viễn vọng mới được nâng cấp. Những phát hiện nghịch lý từ nghiên cứu trước đây có thể là kết quả của các giả định không chính xác do hạn chế của dữ liệu hoặc công cụ, hoặc có thể chỉ là như Eliot Young, nhà khoa học chính tại Viện Nghiên cứu Tây Nam ở Texas mô tả “có điều gì đó cơ bản mà chúng ta không hiểu rõ”.
Titan có một bầu khí quyển dày, giống như sương mù, cao tới 370 dặm (600 km) và với 95% là nitơ và một ít phân tử hữu cơ. Gió trên mặt trăng lớn nhất của sao Thổ bao quanh nó chỉ trong một ngày, liên tục mang theo những luồng không khí ấm áp từ vĩ độ thấp hơn đến các cực của mặt trăng này, cơ chế mà NASA gọi là băng chuyền tốc độ cao.
Năm 1989, các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng gió của Titan chậm nhất ở gần đường xích đạo của nó và nhanh nhất ở các vĩ độ trung bình ở cả bán cầu bắc và nam. Điều này đã được tiết lộ nhờ lần quan sát ngẫu nhiên một ngôi sao thẳng hàng phía sau Titan cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu cách ánh sáng mờ của ngôi sao đi qua bầu khí quyển của mặt trăng này, giúp họ giải thích tốc độ gió.
Vào năm 2016, một nhóm khác đã sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất để nghiên cứu cách ánh sáng chiếu ra từ các phân tử trong bầu khí quyển thay đổi như thế nào với tốc độ và hướng gió thay đổi. Những phát hiện từ phương pháp này cho thấy điều ngược lại: Gió thổi nhanh nhất ở gần xích đạo của Titan và chậm dần ở các vĩ độ thấp hơn của thiên thể này.
Video đang HOT
Do hai nhóm quan sát cách nhau 3 thập niên, các nhà thiên văn học cho rằng các mùa khác nhau trên Titan có thể đã dẫn đến sự thay đổi gió đáng kể giữa cả hai nghiên cứu. Ngoài ra, nhóm năm 1989 đã nghiên cứu những cơn gió nằm ở các tầng giữa của bầu khí quyển Titan, trong khi nghiên cứu gần đây hơn tập trung vào gió ở các tầng trên. Do vậy, các nhà thiên văn học cho biết điều này cũng có thể giải thích các tốc độ gió khác nhau.
Juan Lora, phó giáo sư khoa học Trái đất và hành tinh tại Đại học Yale phân tích: “Giống như trên Trái đất, gió trên Titan khác nhau ở các độ cao khác nhau và cũng thay đổi theo mùa. Và cả hai điều này có khả năng giải thích tại sao các quan sát không hoàn toàn khớp nhau”.
Để tìm hiểu tận cùng của sự khác biệt này, một nhóm các nhà khoa học đã thu thập dữ liệu mới về gió của Titan bằng cả hai phương pháp cùng một lúc. Năm ngoái, nhóm đã sử dụng tám kính viễn vọng ở Mỹ và Nam Mỹ để quan sát hai lần Trái đất, Titan và các ngôi sao phát sáng ở xa xếp thẳng hàng một cách ngẫu nhiên.
Vào tháng 9.2022, bốn kính viễn vọng ở Hawaii đã quan sát ngôi sao, 2MASS 21312124-1602427, ở sau Titan. Cũng vào tháng 11 năm ngoái, một ngôi sao khác có tên 2MASS 21292356-1611056 nằm sau Titan. Dữ liệu từ sự kiện này được thu thập bởi bốn kính viễn vọng khác ở Chile.
Nhóm nghiên cứu vẫn đang so sánh dữ liệu từ cả hai quan sát và hy vọng sẽ có kết quả vào cuối năm nay. Martin Cordiner, một nhà nghiên cứu khoa học hành tinh tại Trung tâm Du hành Vũ trụ Goddard của NASA ở Maryland, cho biết: Cho đến nay, các quan sát của đài thiên văn ALMA đã cho thấy bằng chứng về những cơn gió có tốc độ cao song song với đường xích đạo của Titan.
Các chuyên gia tham gia nghiên cứu mới nhất cho biết họ vừa kịp thu thập dữ liệu có giá trị về gió của Titan tại bán cầu bắc trước kỳ thu phân năm 2025, thời điểm cả hai bán cầu của mặt trăng lớn nhất sao Thổ nhận được ánh sáng mặt trời bằng nhau trong một thời gian ngắn trước khi bán cầu bắc của nó hướng thẳng về phía mặt trời hơn. Theo tạp chí Nature, trong thời gian này, gió của Titan sẽ đảo ngược hướng và bắt đầu thổi từ bắc xuống nam — một sự thay đổi đã làm khuấy động những cơn bão bụi mạnh trong quá khứ.
Với sự thành công của máy bay trực thăng sao Hỏa Ingenuity, NASA muốn tung thêm “nhà thám hiểm” robot đến Titan. Được thiết lập để ra mắt vào năm 2034, sứ mệnh Dragonfly của NASA sẽ là một tàu cánh quạt robot có nhiệm vụ khám phá mặt trăng Titan của sao Thổ, một vệ tinh đặc biệt hấp dẫn với giới khoa học vì nó được cho là có khả năng hỗ trợ sự sống,.
Nhiệm vụ đặc biệt của thiết bị là nhằm đ.ánh giá khả năng sinh sống của mặt trăng sao Thổ bằng cách nghiên cứu cả bầu khí quyển và bề mặt của nó, đồng thời đến gần những khu vực khó nghiên cứu từ quỹ đạo do độ dày của bầu khí quyển.
Để thực hiện nghiên cứu này, máy bay trực thăng Dragonfly sẽ mang theo một thiết bị gọi là “Máy quang phổ khối Dragonfly” (DraMS).
Tương tự như hệ thống trên tàu thám hiểm sao Hỏa, thiết bị Dragonfly được sử dụng để phân tích các mẫu. Các mẫu này sẽ được thu thập bởi một mũi khoan có tên là “Mũi khoan thu nhận các chất hữu cơ phức hợp” (DrACO).
Khi DrACO thu thập một mẫu vật, khối phổ kế sẽ b.ắn phá nó bằng năng lượng để các phân tử của nó bị ion hóa. Sau đó, thiết bị có thể sắp xếp các ion này theo khối lượng và điện tích của chúng và đo chúng để biết thành phần của từng mẫu.
Điều này có nghĩa là DraMS sẽ có thể phân tích thành phần bề mặt của Titan. Các nhà nghiên cứu cũng đặc biệt quan tâm đến việc liệu bề mặt của vệ tinh này có thành phần hóa học hỗ trợ sự hình thành sự sống hay không.
Hào quang lạ bủa vây hành tinh có 2 'thế giới sự sống'
Kính viễn vọng không gian James Webb vừa ghi lại một hình ảnh chưa từng thấy về Sao Thiên Vương, hành tinh màu xanh mà giới khoa học đang nhìn vào một cách đầy ngờ vực về khả năng nó có 2 mặt trăng sự sống.
Theo tờ Space, "hào quang" này thực chất là những vòng bụi xung quanh hành tinh, khá giống vòng bụi của Sao Thổ nhưng mờ nhạt hơn rất nhiều. Đó cũng là lý do chúng chưa từng được quan sát trước đây dù các tàu vũ trụ và đài thiên văn đã cố gắng tìm hiểu.
Hình ảnh mới được phát hành bởi nhóm điều hành James Webb, kính viễn vọng không gian mạnh nhất thế giới được phát triển và điều hành chính bởi NASA có sự hỗ trợ của các cơ quan vũ trụ châu Âu - Canada là ESA và CSA.
Sao Thiên Vương trong hình ảnh mới nhất mà James Webb ghi lại - Ảnh: NASA/ESA/CSA
Nó cho thấy Sao Thiên Vương tỏa sáng với 11/13 vành đai đã được biết trước đó khi phân tích các dữ liệu quang phổ. Một số vành đai sáng tới nỗi có phần hòa trộn vào nhau.
Trước đó, hình ảnh chụp bởi tàu Voyager 2 của NASA khi đi ngang hành tinh vào 40 năm trước cho thấy nó là một khối xanh lơ gần như trơ trụi, có vành đai nhưng rất mờ nhạt. Gần đây một đài quan sát mặt đất là Keck ở Hawaii cũng "tham chiến" nhưng hình ảnh cũng không rõ ràng hơn là mấy.
Trong hình ảnh mới, được tạo ra nhờ kết hợp dữ liệu hai bộ lọc, có thể thấy được Sao Thiên Vương sở hữu lớp chất lỏng băng giá đậm đặc gồm nước, methane và amoniac bên trên một lõi đá nhỏ.
Hiện tại đang là mùa xuân ở cực Bắc của hành tinh, với ánh sáng ban ngày nhìn thấy được ở bên phải quả cầu băng khổng lồ.
Sao Thiên Vương vốn có quỹ đạo kỳ dị nhất hệ Mặt Trời, trục bị nghiêng một góc gần 90 độ do đó trải qua các mùa khắc nghiệt, mỗi cực sẽ là ban ngày trong nhiều năm sau đó lại là ban đêm trong nhiều năm.
Hình ảnh còn sắc nét đến nỗi thấy được đặc điểm của một cơn bão trên băng ở phía trái hành tinh.
Hình ảnh trước đó từ Voyager 2 - Ảnh: NASA
James Webb cũng thành kính viễn vọng đầu tiên chụp được trực tiếp 6 trong số 27 mặt trăng của Sao Thiên Vương, vốn cũng chỉ được biết qua các dấu hiệu.
Đây là một điều thú vị bởi gần đây các mặt trăng của hành tinh này đang gây tò mò. Một nghiên cứu dẫn dầu bởi Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng John Hopkins (Mỹ) hồi tháng 3 chỉ ra rằng thứ vô tình phun trúng tàu Voyager 2 gần 40 năm trước khi bay ngang Sao Thiên Vương có thể là dòng vật chất từ đại dương ngầm của hai mặt trăng Ariel và Miranda.
Đại dương ngầm dưới băng là những thế giới sự sống tiềm năng bên ngoài cái gọi là "vùng sự sống" của hệ Mặt Trời, bởi có thể giữ được độ ấm, lỏng nhờ lớp băng bao phủ và hệ thống thủy nhiệt từ lõi.
Các cơ quan vũ trụ luôn háo hức săn đón các mặt trăng dạng này, giống như những cái từng được tìm thấy quanh Sao Mộc và Sao Thổ. Nhưng Sao Thiên Vương quá xa xôi để khám phá. Với quan sát mới này, James Webb mở ra một cánh cửa mới và các nhà khoa học khẳng định công việc còn tiếp tục.
Tàu kéo vũ trụ hạt nhân của Nga tham gia dự án với Trung Quốc Theo phóng viên TTXVN tại Moskva, ngày 26/4, Giám đốc điều hành Cơ quan Vũ trụ Liên bang Nga Roscosmos Yuri Borisov cho hay tàu kéo vũ trụ hạt nhân Zevs của nước này sẽ tham gia vào dự án chung giữa Nga và Trung Quốc xây dựng trạm khoa học trên Mặt Trăng. Hình ảnh Trái Đất (trái) và Mặt Trăng do...
