RSS

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

11 Oct
saturnrings-02

Sau Trái Đất và có lẽ là cả Hỏa tinh, Thổ tinh có thể được coi là hành tinh đễ nhận biết nhất trong hệ mặt trời nhờ vào hệ thống vòng đai rực rỡ và độc nhất của nó.

Tuy nhiên những vòng đai này chỉ là một phần rất nhỏ khi chúng ta tìm hiểu về những điều kì lạ và thú vị về hành tinh này. Từ năm 2004, con tàu vũ trụ Casini của NASA đã quan sát được sao Thổ, những vòng đai và các vệ tinh của thổ tinh một cách rất chi tiết. Chuyến phóng tên lửa này đã giúp giải thích được một số điều bí ẩn về Sao thổ như sau.

Những vòng đai này có nguồn gốc từ đâu?

Mặc dù ba hành tinh khí khổng lồ khác trong hệ mặt trời của chúng ta là Sao Mộc, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương đều có các vòng đai bên ngoài nhưng không cành đai nào lại dày đặc và sặc sỡ một cách đáng kinh ngạc như ở sao Thổ.

Những vòng đai này được cấu tạo từ các dải bụi băng bắt đầu từ cách đường xích đạo khoảng 4,000 dặm (6,437 km) phía trên đường xích đạo của nó, và trải rộng ra khoảng 75,000 dặm (120,700 km) vào không trung. Tồn taị vô số lỗ hổng trong vòng đai này. Chúng được tạo thành do rất nhiều vệ tinh nhỏ xung quanh nó hoặc do ảnh hưởng của lực hấp dẫn các vật thể chuyển động có quỹ đạo ở khoảng cách xa.

Một điều thú vị nữa là, vòng đai xung quanh sao Thổ còn rất trẻ, nói chung là mới chỉ vài trăm triệu năm tuổi. Nếu không thì nó đã có mặt từ khi sao Thổ hình thành từ bốn tỉ năm trước.

“Chúng ta không thể biết được những vòng đai này được hình thành khi nào và chúng đã tồn tại bao lâu”, Carolyn Porco, phụ trách nhóm chụp ảnh của tàu Cassini, đồng thời là giám đốc Trung tâm Nghiên cứu và Phân tích hình ảnh của tàu Cassini (CICLOPS) ở Viện Khoa học Hàng không đặt tại Boulder, Colorado.

Các nhà khoa học tin rằng, vật liệu hình thành nên các vòng đai này có thể bắt nguồn từ một trong hai nguồn gốc: một là từ tàn tích của một vệ tinh đã bị phá hủy do ảnh hưởng lực hấp dẫn của hành tinh này hoặc vỡ ra khi va chạm với một sao chổi; thứ hai là do những tàn tích còn sót lại từ quá trình hình thành sao Thổ.

Hiểu được quá trình hình thành cấu trúc của vòng đai này sẽ giúp làm sáng tỏ sự hình thành các vành đai trong vũ trụ. “Đây là cấu trúc vành đai điển hình của tất cả các hệ thống vành đai khác trong vũ trụ”, Porco nói. “ Điều này cũng có nghĩa là những hệ mặt trời khác mà chúng ta biết đang hình thành và sẽ đạt tới kích cỡ gấp hàng tỉ lần so với kích cỡ của những hành tinh khí khác mà chúng ta gọi là những thiên hà xoắn ốc.”

Những cơn bão hung hãn

So với những hành tinh khí khổng lồ khác, đặc biệt là sao Mộc, hành tinh tương đối giống sao Thổ về kích cỡ nhất, sao Thổ có những vành đai mây vàng nâu nhạt. Thông thường là như vậy, tuy nhiên, vào cuối tháng 12 năm ngoái, môt cơn bão rất mạnh đã đổ bộ lên bán cầu bắc của hành tinh này.

Những nhà du hành vũ trụ đã quan sát thấy rằng cứ sau mỗi 30 năm thì lại xuất hiện một siêu bão, liên tục trong khoảng hơn 180 năm trở lại đay, Porco nói. Một năm trên sao Thổ tương đương với khoảng 30 năm trên Trái đất, điều này gợi ra một số mối liên hệ của cơn bão đối với mùa màng. Nhưng nếu giả thuyết đó là đúng, thì cơn bão mà ta đang thấy hiện nay đáng lẽ phải đến tận năm 2020 mới xảy ra.

Nguyên nhân của cơn bão cũng như nguồn năng lượng của nó cho đến nay vẫn là một ẩn số . Bà Porco nói, “những cơn bão này mang theo rất nhiều năng lượng”. “Nghiên cứu những cơn bão trên sao Thổ sẽ hé mở những sự khác biệt căn bản về sự vận hành của khí quyển hành tinh khí và khí quyển của Trái Đất, cũng như của sao Kim.

Hình lục giác kì quái

Vào đầu những năm 1980, tàu vũ trụ Voyager đã bất ngờ phát hiện một khối mây bụi hình lục giác ở ngay trên cực bắc của Sao Thổ, lớn đến nỗi có thể chứa gọn 4 lần Trái Đất. Trong vài năm gần đây, tàu Cassini đã theo sát hiện tượng kì thú này, đồng thời cũng ghi lại được những hình ảnh chi tiết về nó.

Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng các khối lục giác cũng như đa giác bằng cách cuộn xoáy dòng nước trong một bể chứ với tốc độ biến thiên. Họ cho rằng đám mây hình lục giác có thể là một dạng dị thường của vận động chất lỏng ở vật thể tự quay.

Tuy nhiên, tuổi thọ cũng như sự ổn định đáng kinh ngạc của dòng xoáy bụi khí này sẽ còn làm đau đầu các nhà khoa học trong nhiều năm nữa.

Câu hỏi mới: Xác định độ dài một ngày

Để đo được độ dài của một ngày trên sao Thổ – hay trên bất kì hành tinh khí khổng lồ nào khác – là một việc rất khó khăn. Khác với những hành tinh với bề mặt rắn, sự vận hành của các đám bụi khí không phải lúc nào cũng phản ánh chính xác sự tự quay của lõi hành tinh.

Để khắc phục những khó khăn đó, các nhà khoa học quyết định ghi nhịp độ sóng vô tuyến phát ra từ sao Thổ. Công nghệ đọ đạc này đã từng được áp dụng thành công cho sao Mộc, và có vẻ như cũng đã được áp dụng thành công cho sao Thổ. Tuy nhiên, những đo đạc của tàu Cassini vào năm 2004 đã cho thấy ngày trên sao Thổ dài hơn 6 phút, một kết quả bí ẩn.

Những nghiên cứu sau đó đã cho thấy rằng từ trường của sao Thổ, thứ tạo ra nguồn sóng vô tuyến, vận hành không đồng bộ với tự tự quay của sao Thổ. (Đối với sao Mộc, sự thật là hai hiện tượng trên cũng không hẳn giúp cho việc tính toán độ dài ngày dễ dàng hơn).

Và cuối cùng, dựa trên việc tổng hợp các thông tin từ tàu thăm dò Pioneer, Voyager và Cassini các nhà khoa học đã đưa ra ước tính: một ngày trên sao Thổ dài 10 tiếng, 32 phút và 35 giây (chênh lệch khoảng 13 giây).

Đây là một kết quả khá chính xác. Tuy nhiên, trong suốt một năm sao Thổ, mức sai số của phép đo có thể đạt đến con số tương đương độ dài bốn ngày trên sao Thổ, điều có thể phá hỏng mọi tính toán tỉ mỉ của các nhà khoa học.

Adam Hadhazy

Theo Life’s Little Mysteries

Nguyễn Thị Tuyết Mai biên dịch

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: