Các nhà nghiên cứu từ Đại học Northumbria, Anh, đã phát hiện ra bí ẩn của một trong những câu đố lâu đời nhất trong ngành khoa học hành tinh, liên quan đến sự thay đổi tốc độ quay của hành tinh Sao Thổ. Nghiên cứu mới, được công bố trên tạp chí "Journal of Geophysical Research: Space Physics", đã chỉ ra các mẫu nhiệt độ và hạt mang điện phức tạp trong hiện tượng cực quang của Sao Thổ.
Sao Thổ từ lâu đã làm các nhà khoa học bối rối, đặc biệt là sau các phép đo được thực hiện bởi tàu vũ trụ Cassini của NASA vào năm 2004, cho thấy tốc độ quay của hành tinh này thay đổi theo thời gian. Điều này không hợp lý về mặt khoa học, vì không có lý do gì để hành tinh thay đổi tốc độ của mình theo cách như vậy.
Chi tiết sự kiện
Vào năm 2021, một nhóm do nhà thiên văn học Tom Stallard từ Đại học Leicester, Anh, dẫn đầu đã phát hiện ra rằng sự thay đổi rõ rệt trong tốc độ quay không liên quan đến chính sự quay của Sao Thổ, mà là do gió trong bầu khí quyển trên cao của nó. Những cơn gió này tạo ra các dòng điện, gây ra các tín hiệu sai lệch trong hiện tượng cực quang. Tuy nhiên, câu hỏi quan trọng nhất vẫn còn: điều gì gây ra những cơn gió này?
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính viễn vọng không gian "James Webb" để quan sát hiện tượng cực quang phía Bắc của Sao Thổ liên tục trong suốt một ngày. Bằng cách phân tích bức xạ hồng ngoại phát ra từ một phân tử được gọi là "tritium dương", nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra những bản đồ đầu tiên có độ phân giải cao về nhiệt độ và mật độ hạt trong khu vực này.
Các phép đo này có độ chính xác chưa từng có, chính xác gấp 10 lần so với các phép đo trước đó, cho phép quan sát các chi tiết tinh vi của các quá trình làm nóng và làm lạnh trong bầu khí quyển.
Bối cảnh và ngữ cảnh
Kết quả cho thấy rằng các mẫu nhiệt độ và mật độ tương ứng rất lớn với các dự đoán từ các mô hình máy tính cũ, miễn là nguồn nhiệt nằm ở những khu vực mà cực quang đi vào bầu khí quyển. Điều này có nghĩa là cực quang trên Sao Thổ không chỉ là một màn trình diễn ánh sáng đẹp mắt, mà còn đóng vai trò tích cực trong việc làm nóng bầu khí quyển ở những khu vực cụ thể.
Sự làm nóng này tạo ra gió, và những cơn gió này lại tạo ra các dòng điện cung cấp năng lượng cho cực quang một lần nữa, tạo thành một vòng tròn tự nuôi dưỡng liên tục. Nhóm nghiên cứu đã mô tả hiện tượng này như một "máy bơm nhiệt hành tinh", nơi cực quang làm nóng bầu khí quyển, tạo ra gió, và sau đó những cơn gió này lại tạo ra các dòng điện làm tăng cường cực quang một lần nữa.
Tác động và hệ quả
Kết quả cũng chỉ ra rằng những gì xảy ra trong bầu khí quyển của Sao Thổ ảnh hưởng trực tiếp đến từ trường của nó, là khu vực rộng lớn của không gian mà bị chi phối bởi từ trường của hành tinh. Sự tương tác qua lại này có thể giúp giải thích sự ổn định của hiện tượng này và sự tồn tại kéo dài của nó.
Nhóm nghiên cứu khẳng định rằng phát hiện này mở ra cánh cửa cho việc hiểu sâu hơn về các tương tác giữa bầu khí quyển và từ trường trên các hành tinh khác, và có thể tiết lộ những hiện tượng tương tự trong các thế giới xa xôi bên trong và bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Tác động đến khu vực Arab
Các phát hiện này có tầm quan trọng lớn đối với các nhà khoa học và nhà nghiên cứu trong khu vực Arab, vì chúng góp phần nâng cao hiểu biết khoa học về các hành tinh và các hiện tượng thiên văn. Hiểu biết về các tương tác giữa bầu khí quyển và từ trường có thể mở ra những chân trời mới cho nghiên cứu không gian.
Cuối cùng, nghiên cứu này đại diện cho một bước tiến quan trọng trong việc hiểu sâu hơn về các hiện tượng vũ trụ, và phản ánh những nỗ lực không ngừng của các nhà khoa học trong việc khám phá những bí ẩn của vũ trụ.