Bí mật “trái tim” sao Diêm Vương

Khu vực hình trái tim Tombaugh Regio trên sao Diêm Vương.

Nhịp đập “trái tim băng giá”

Hiện tại, những nghiên cứu mới cho thấy hoàn lưu khí quyển cũng chi phối “trái tim nitơ” của sao Diêm Vương. Phát hiện về khí quyển sao Diêm Vương giúp các nhà khoa học so sánh nó với khí quyển Trái đất.

Những nghiên cứu như vậy cũng có thể chỉ ra các đặc điểm tương tự cũng như khác biệt giữa Trái đất và sao Diêm Vương (ở cách chúng ta khoảng 5 tỷ km).

Nitơ (nitrogen) chiếm tỷ trọng lớn trong khí quyển mỏng manh của sao Diêm Vương. Bên cạnh đó là một lượng nhỏ methane và carbon oxide. Nitơ lạnh bao phủ cả một phần diện tích bề mặt sao Diêm Vương, tạo thành khu vực Tombaugh Regio hình trái tim.

Vào ban ngày, lớp băng nitơ mỏng, bao phủ Tombaugh Regio được Mặt trời sưởi ấm và biến thành hơi. Vào ban đêm, hơi nitơ ngưng tụ và lại tạo thành băng đá. Mỗi một chu trình như vậy giống như nhịp đập của trái tim, phân phối gió nitơ đi khắp hành tinh lùn.

Theo bài báo khoa học mới nhất về các hành tinh, công bố trên tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý (Mỹ), chu trình này đẩy khí quyển sao Diêm Vương quay ngược chiều với chiều quay của hành tinh này – hiện tượng này gọi là chuyển động nghịch hành.

Khi không khí thổi gần bề mặt hành tinh, nó mang theo nhiệt, các hạt băng và các phân tử sương mù, tạo thành những dải sẫm màu, đồng thời tạo ra các bình nguyên ở khu vực phía Bắc và Tây Bắc.

“Điều này khẳng định rằng khí quyển và các trận gió của sao Diêm Vương, thậm chí nếu mật độ khí quyển rất thấp, có thể ảnh hưởng đến bề mặt hành tinh” – nhà vật lý thiên văn Tanguy Bertrand ở Trung tâm Nghiên cứu Ames ở California (Mỹ), cho biết như vậy.

Phần lớn băng nitơ của sao Diêm Vương tập trung tại khu vực hình trái tim Tombaugh Regio. “Mảnh tim” bên trái là chỏm băng với chiều dài 1.000 km, nằm trong vùng trũng gọi là Sputnik Planitia. “Mảnh tim” bên phải bao gồm cao nguyên và các sông băng nitơ.

“Trước khi tàu New Horizons khám phá, tất cả mọi người đều nghĩ rằng sao Diêm Vương giống như quả bóng chuyền, nghĩa là hoàn toàn nhẵn nhụi, không có cấu trúc bề mặt đặc trưng. Tuy nhiên sự thật hoàn toàn khác. sao Diêm Vương có nhiều quang cảnh khác nhau và chúng ta đang cố gắng hiểu điều gì đang diễn ra” – ông Bertrand nói.

 Cận cảnh “trái tim” Tombaugh Regio.

Những trận gió phía Tây

Bertrand và các đồng nghiệp quyết định tìm hiểu xem bằng cách nào mà luồng không khí loãng (loãng hơn 1.000 lần so với trên Trái đất) có thể tạo thành các cấu trúc khả kiến trên bề mặt trên sao Diêm Vương. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ chuyến bay của tàu thăm dò vũ trụ New Horizons (năm 2015) để hiển thị địa hình sao Diêm Vương và các chỏm băng nitơ.

Sau đó, họ thực hiện mô phỏng chu kỳ ni tơ bằng mô hình dự báo thời tiết. Họ thấy rằng, các trận gió trên sao Diêm Vương ở trên độ cao từ 4 km trở lên thổi về phía Tây – theo hướng ngược với hướng quay của hành tinh lùn.

Theo các kết quả nghiên cứu mới nhất, nitơ ở Tombaugh Regio bay hơi ở phía Bắc và biến thành băng ở phía Nam; còn chuyển động của nitơ gây ra gió phía Tây. Hầu như không nơi nào trong Hệ Mặt trời có khí quyển như vậy, có lẽ ngoại trừ vệ tinh Triton của sao Hải Vương.

Các nhà khoa học cũng phát hiện luồng khí mạnh, di chuyển nhanh trên bề mặt sao Diêm Vương, dọc theo rìa phía Tây của vùng trũng Sputnik Planitia. Luồng khí này khiến người ta nhớ đến các mô hình gió trên Trái đất, chẳng hạn như mô hình gió Kuroshio dọc theo cạnh phía Đông của châu Á. Theo các phát hiện mới nhất, nitơ đông đặc thành băng đã đẩy nhanh luồng khí này.

Bà Candice Hansen-Koharcheck ở Viện Nghiên cứu Khoa học hành tinh ở Tucson (Arizona, Mỹ) đã đặc biệt quan tâm đến luồng khí mạnh, thổi dọc theo rìa phía Tây của vùng trũng Sputnik Planitia.

“Nó khiến chúng ta nhớ đến các cấu trúc trực tiếp từ địa hình Trái đất. Tôi có cảm giác là các mô hình của sao Diêm Vương phát triển đến mức có thể nói về thời tiết khu vực” – bà Hansen, Koharcheck cho biết.

Trên quy mô rộng hơn, bà Hansen-Koharcheck cho rằng, những nghiên cứu mới nhất là rất hấp dẫn. Những mô hình gió xuất phát từ “trái tim” sao Diêm Vương có thể giải thích, tại sao các bình nguyên sẫm màu và các dải khí có thể hình thành ở phía Tây Sputnik Plantia.

Các trận gió có thể mang theo nhiệt (làm ấm bề mặt) hoặc có thể ăn mòn và làm băng ngả màu. Nếu như gió trên hành tinh lùn thổi theo hướng khác, quang cảnh hành tinh có thể đổi khác.

“Sputnik Planitia đóng vai trò quan trọng đối với khí hậu sao Diêm Vương, tương tự như các đại dương đối với Trái đất”, ông Bertrand cho biết.

Những phát hiện mới giúp các nhà khoa học nghiên cứu khí quyển sao Diêm Vương và so sánh nó với khí quyển Trái đất. Những phát hiện mới cũng mở ra cách nhìn mới đối với thế giới lạ, ở cách xa chúng ta khoảng 5 tỷ km với một “trái tim” làm mê hoặc hàng triệu người.

Theo TUẤN SƠN (Giáo dục và Thời đại)