RSS

Những bí ẩn lớn nhất của hệ mặt trời: Những bí ẩn lớn nhất của sao Mộc

20 Jul
jupiter-02

Đây là bức ảnh màu mô tả sao Mộc, được ghép lại từ bốn bức ảnh chụp bởi tàu vũ trụ Cassini của NASA vào ngày 7 tháng 12 năm 2000.

Sao Mộc – Jupiter, có một cái tên khá phù hợp, bắt nguồn từ chúa tể của các vị thần trong thần thoại La Mã: nó là hành tinh lớn nhất, nổi trội hơn hẳn so với các hành tinh khác trong hệ mặt trời. Nó là một hành tinh khí rất lớn, thực chất, nếu nhồi chặt tất cả các vật thể khác trong hệ mặt trời (ngoại trừ mặt trời) lại, sẽ vừa đủ đề chứa trong khối cầu sao Mộc.

Đó là một trong nhiều những bí ẩn lớn của sao Mộc. Vào đầu tháng 8, NASA sẽ bắt đầu nhiệm vụ sao Mộc quan trọng tiếp theo, tên là Juno, là tàu vũ trụ sẽ gặp sao Mộc vào năm 2016 và giúp làm sáng tỏ những bí ẩn lớn nhất của hành tinh này, bao gồm:

Những dải mây và những cơn bão

Sao Mộc trông giống như một quả trứng Phục Sinh được tô vẽ cẩn thận. Những dải màu sáng hơn, gọi là đới, và những dải tối hơn, gọi là đai, bao quanh cái thế giới khổng lồ này. Tuy nhiên, những dải màu này ăn sâu đến cỡ nào vẫn hoàn toàn không chắc chắn.

“Chúng ta không biết liệu có phải những đới và đai màu tuyệt đẹp này vốn chỉ là những đặc điếm bề mặt, và ở bên trong, sao Mộc tự quay như một hành tinh đặc,” Scott Bolton nói, ông là nghiên cứu viên chính của nhiệm vụ Juno và là giám đốc của ban kĩ thuật và khoa học hàng không tại Viện Nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio, Texas. Mặt khác, sao Mộc có thể là “hàng loạt các hình trụ đồng trục xếp lồng vào nhau và thực chất bạn đang thấy mặt ngoài của chúng hiện ra như là các vùng đới và đai,” Bolton cho hay.

Toàn bộ một lượng các sọc màu trên bề mặt sao Mộc được biết đến vì đã biến mất mà không để lại dấu vết; một trong số đó đột nhiên biến mất vào tháng 5 năm 2010, nó rộng gấp hai lần Trái Đất. Lý do tại sao những dải màu này xuất hiện và biến mất vẫn chưa được giải thích đầy đủ, đó là chưa kể làm thế nào mà những vùng đai và đới lại có màu như vậy.

Có những cơn lốc xuất hiện ở tằng khí quyển sao Mộc, tất cả những điều này đều chưa được hiểu rõ. Vết Đỏ Lớn là cơn bão nổi tiếng nhất, nó đã được biết đến hơn 300 năm. “Chúng tôi không biết cái gì đang nuôi cơn bão đó”, Bolton nói.

Tàu Juno sẽ thu thập những số liệu về nhiệt độ từ khắp nơi trên hành tinh khí khổng lồ và giúp cho ra mô hình khí quyển chưa hoàn chỉnh.

Nước ở đâu?

Cùng với sao Thổ, và phần lớn các hành tinh khác ngoài hệ mặt trời đã từng được biết đến, sao Mộc cũng được xếp vào loại hành tinh khí khổng lồ. Sao Mộc chứa phần lớn là khí: một quả cầu khí hidro và heli khổng lồ, hai nguyên tố phổ biến nhất trong các ngôi sao và vũ trụ. Hầu hết phần còn sót lại của quá trình hình thành thái dương hệ và mặt trời tạo nên sao Mộc.

Một lượng các nguyên tố nặng khác, như cacbon, nito va lưu huỳnh, cũng trôi nổi trong các đám mây của sao Mộc. Kì lạ thay, sao Mộc lại chứa nhiều những nguyên tố nặng hơn là Mặt Trời. Các nhà khoa học nghĩ rằng chinh nước trong bầu khí quyển của sao Mộc đã giúp làm giàu các nguyên tố này. Khi nước đóng băng, nó giữ lại những vật chất tự do, và sao Mộc có thể đã sử dụng một lượng lớn những vật chất giàu nguyên tố này.

Nhưng vấn đề là, hàm lượng nước cần thiết đã không được tìm thấy, Bolton nói. Tàu Juno sẽtìm kiếm dấu hiệu của nước để giúp giải thích tại sao sao Mộc lại có thành phần khác biệt như vậy.

 “Mục tiêu chính của nhiệm vụ Juno là hiểu được căn bản cách mà hệ mặt trời đã hình thành và cách mà các hành tinh được nhào nặn”, Bolton nói. “Chúng tôi đang tìm hiểu công thức để ‘chế tạo’ hành tinh, và chúng tôi sẽ trở lại với danh sách các ‘thành phần’”.

Lõi của sao Mộc

Các nhà nghiên cứu cho rằng sao Mộc có lõi làm bằng đá bị nung quá nhiệt độ tan chảy dưới áp suất cao (nên vẫn ở thể rắn), tuy nhiên đó cũng mới chỉ là phỏng đoán.

“Những mô hình của chúng ta hiện tại không giới hạn khối lượng lõi của sao Mộc,” Bolton nói. “Nó có thế không, hoặc 20 lần nặng hơn khối lượng Trái Đất, đó là bới vì chúng ta thiếu dữ liệu.”

Tàu Juno sẽ giúp lấp đầy khoảng đó trống bằng cách đo các số liệu trường hấp dẫn, từ đó cho biết sự phân bố khối lượng sâu trong lòng sao Mộc.

Câu hỏi mới: Cơ chế của từ quyển và vũ điệu ánh sáng

Sao mộc sở hữu từ trường mạnh nhất trong thái dương hệ, ngoại trừ mặt trời. Các nhà nghiên cứu cho rằng từ trường của nó được sinh ra bời lớp khi hidro bị nén áp suất cao, hình thành đặc tính kim loại lỏng (1) (liquid metallic properties), ở sâu trong sao Mộc.

Từ trường này đã tạo ra cái gọi là “từ quyển”  (magnetosphere) khi mà gió mặt trời (dòng các điện tích phát ra từ mặt trời) thổi qua. Từ quyển của sao Mộc thực sự khổng lồ.

“Từ quyển của sao Mộc đúng là một dạng cấu trúc lớn nhất trong hệ mặt trời”, Bolton nói, “ngoại trừ nhật quyển” – cấu trúc dạng “bong bóng” tạo ra từ những cơn gió mặt trời. “Từ quyển của sao Mộc kéo dài về hai phía: mặt trời và phía đối diện, sao Thổ. Đôi khi nó còn bị gió mặt trời làm cho nở rộng ra thành ‘đuôi từ” (magnetotail), vượt quá quỹ đạo của sao Thổ”.

Cực quang – giống như ở cực Bắc và Nam của Trái Đất – có cường độ mạnh hơn rất nhiều và với nhiều đặc tính rất khác biệt – rực sáng ở hai cực của sao Mộc. Tàu Juno sẽ bay vòng quanh hành tinh này và đi qua hai cực. Nó sẽ giúp chúng ta trong việc tìm hiểu cơ chế đằng sau “sự hỗn loạn từ” của sao Mộc.

Adam Hadhazy

Theo Life’s Little Mysteries

Chú giải:

(1) Hidro kim loại: là dạng đặc biệt của hidro khi nén dưới áp suất thích hợp và trải qua quá trình chuyển thể, nó là một dạng vật chất suy biến (Degenerate matter). Có hai dạng hidro kim loại là hidro kim loại lỏng và hidro kim loại rắn.

Dịch và tổng hợp: Lê Hoàng Nam (VPAC)

Advertisements
 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: