Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã bị hấp dẫn bởi một "sự dao động" kỳ lạ trong bầu khí quyển của Titan, vệ tinh lớn nhất của Sao Thổ. Giờ đây, nghiên cứu mới đang tiết lộ manh mối về độ nghiêng kỳ lạ của bầu khí quyển của Titan, nhưng nó cũng làm nảy sinh những bí ẩn mới.
Dữ liệu từ sứ mệnh Cassini tới Sao Thổ đã chỉ ra rằng, không giống như bầu khí quyển của Trái Đất, bầu khí quyển của Titan không quay đồng bộ với bề mặt của nó. Thay vào đó, nó nghiêng và dịch chuyển giống như một con quay thay đổi hướng theo mùa.
"Hành vi nghiêng của khí quyển Titan rất kỳ lạ", Lucy Wright, tác giả chính của nghiên cứu mới và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học Trái đất thuộc Đại học Bristol ở Vương quốc Anh, cho biết trong tuyên bố. "Chúng tôi nghĩ rằng một số sự kiện trong quá khứ có thể đã đẩy bầu khí quyển ra khỏi trục quay của nó, khiến nó rung chuyển."
Các nhà khoa học cho rằng hướng nghiêng sẽ bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của Sao Thổ hoặc vị trí của Mặt trời, như thường xảy ra trong các hệ hành tinh — nghĩa là nó sẽ thay đổi khi Titan quay quanh Sao Thổ và Mặt trời. Nhưng các quan sát cho thấy hướng nghiêng không thay đổi. Thay vào đó, nó vẫn giữ nguyên hướng trong không gian, như thể không bị ảnh hưởng bởi các lực bên ngoài đó.
Phát hiện này thật bất ngờ. Nếu nhiệt lượng từ mặt trời hoặc lực hấp dẫn của Sao Thổ kiểm soát độ nghiêng, nó sẽ di chuyển theo thời gian. Thay vào đó, độ nghiêng dường như bị khóa tại chỗ, cho thấy một số quá trình khác vẫn chưa được biết đến đang diễn ra, các nhà nghiên cứu đã báo cáo trong một nghiên cứu được công bố vào ngày 20 tháng 5 trên The Planetary Science Journal.
"Điều đó sẽ cung cấp cho chúng ta manh mối về nguyên nhân", Nick Teanby, đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà khoa học hành tinh tại Đại học Bristol, cho biết trong tuyên bố. "Thay vào đó, chúng ta có một bí ẩn mới trong tay".
Titan là mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời được biết đến là có bầu khí quyển đáng kể. Nó chủ yếu bao gồm nitơ và chứa các phân tử hữu cơ phức tạp, khiến nó trở thành một vật thể khoa học quan trọng để nghiên cứu những thứ như quá trình khí quyển và hóa học tiền sinh học.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
—Vệ tinh Titan của Sao Thổ có thể có lớp băng mêtan dày 6 dặm — liệu có sự sống dưới đó không?
—Có chất lỏng trên Titan, vệ tinh lớn nhất của Sao Thổ. Nhưng có điều gì đó còn thiếu và các nhà khoa học đang bối rối
—Sự sống ngoài hành tinh có thể tồn tại trên vệ tinh lớn Titan của Sao Thổ — nhưng việc tìm ra nó sẽ rất khó
Từ năm 2004 đến năm 2017, tàu vũ trụ Cassini của NASA đã quan sát chặt chẽ Titan, phát hiện ra những thay đổi quan trọng trong bầu khí quyển của nó, như độ nghiêng ổn định ở các lớp giữa và sự xuất hiện và biến mất của các xoáy cực mùa đông xoáy.
Hiểu biết mới này về sự dao động của bầu khí quyển Titan rất quan trọng đối với sứ mệnh Dragonfly sắp tới của NASA, dự kiến sẽ đến vào những năm 2030. Vì gió của Titan nhanh hơn nhiều so với sự quay bề mặt của nó, nên việc biết được bầu khí quyển thay đổi như thế nào theo mùa sẽ giúp các kỹ sư lập kế hoạch hạ cánh và hạ cánh của Dragonfly chính xác hơn.
"Công trình của chúng tôi cho thấy vẫn còn những khám phá đáng chú ý có thể được thực hiện trong kho lưu trữ của Cassini", đồng tác giả nghiên cứu Conor Nixon, một nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, cho biết trong tuyên bố. "Thiết bị này, được chế tạo một phần tại Vương quốc Anh, đã đi khắp Hệ Mặt trời và tiếp tục mang lại cho chúng ta những thông tin khoa học có giá trị.
"Thực tế là bầu khí quyển của Titan hoạt động giống như một con quay không có kết nối với bề mặt của nó đặt ra những câu hỏi hấp dẫn — không chỉ đối với Titan, mà còn đối với việc hiểu biết rộng hơn về vật lý khí quyển, bao gồm cả trên Trái đất", Nixon nói thêm.
Dữ liệu từ sứ mệnh Cassini tới Sao Thổ đã chỉ ra rằng, không giống như bầu khí quyển của Trái Đất, bầu khí quyển của Titan không quay đồng bộ với bề mặt của nó. Thay vào đó, nó nghiêng và dịch chuyển giống như một con quay thay đổi hướng theo mùa.
"Hành vi nghiêng của khí quyển Titan rất kỳ lạ", Lucy Wright, tác giả chính của nghiên cứu mới và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học Trái đất thuộc Đại học Bristol ở Vương quốc Anh, cho biết trong tuyên bố. "Chúng tôi nghĩ rằng một số sự kiện trong quá khứ có thể đã đẩy bầu khí quyển ra khỏi trục quay của nó, khiến nó rung chuyển."
Các nhà khoa học cho rằng hướng nghiêng sẽ bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của Sao Thổ hoặc vị trí của Mặt trời, như thường xảy ra trong các hệ hành tinh — nghĩa là nó sẽ thay đổi khi Titan quay quanh Sao Thổ và Mặt trời. Nhưng các quan sát cho thấy hướng nghiêng không thay đổi. Thay vào đó, nó vẫn giữ nguyên hướng trong không gian, như thể không bị ảnh hưởng bởi các lực bên ngoài đó.
Phát hiện này thật bất ngờ. Nếu nhiệt lượng từ mặt trời hoặc lực hấp dẫn của Sao Thổ kiểm soát độ nghiêng, nó sẽ di chuyển theo thời gian. Thay vào đó, độ nghiêng dường như bị khóa tại chỗ, cho thấy một số quá trình khác vẫn chưa được biết đến đang diễn ra, các nhà nghiên cứu đã báo cáo trong một nghiên cứu được công bố vào ngày 20 tháng 5 trên The Planetary Science Journal.
"Điều đó sẽ cung cấp cho chúng ta manh mối về nguyên nhân", Nick Teanby, đồng tác giả của nghiên cứu và là nhà khoa học hành tinh tại Đại học Bristol, cho biết trong tuyên bố. "Thay vào đó, chúng ta có một bí ẩn mới trong tay".
Titan là mặt trăng duy nhất trong hệ mặt trời được biết đến là có bầu khí quyển đáng kể. Nó chủ yếu bao gồm nitơ và chứa các phân tử hữu cơ phức tạp, khiến nó trở thành một vật thể khoa học quan trọng để nghiên cứu những thứ như quá trình khí quyển và hóa học tiền sinh học.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
—Vệ tinh Titan của Sao Thổ có thể có lớp băng mêtan dày 6 dặm — liệu có sự sống dưới đó không?
—Có chất lỏng trên Titan, vệ tinh lớn nhất của Sao Thổ. Nhưng có điều gì đó còn thiếu và các nhà khoa học đang bối rối
—Sự sống ngoài hành tinh có thể tồn tại trên vệ tinh lớn Titan của Sao Thổ — nhưng việc tìm ra nó sẽ rất khó
Từ năm 2004 đến năm 2017, tàu vũ trụ Cassini của NASA đã quan sát chặt chẽ Titan, phát hiện ra những thay đổi quan trọng trong bầu khí quyển của nó, như độ nghiêng ổn định ở các lớp giữa và sự xuất hiện và biến mất của các xoáy cực mùa đông xoáy.
Hiểu biết mới này về sự dao động của bầu khí quyển Titan rất quan trọng đối với sứ mệnh Dragonfly sắp tới của NASA, dự kiến sẽ đến vào những năm 2030. Vì gió của Titan nhanh hơn nhiều so với sự quay bề mặt của nó, nên việc biết được bầu khí quyển thay đổi như thế nào theo mùa sẽ giúp các kỹ sư lập kế hoạch hạ cánh và hạ cánh của Dragonfly chính xác hơn.
"Công trình của chúng tôi cho thấy vẫn còn những khám phá đáng chú ý có thể được thực hiện trong kho lưu trữ của Cassini", đồng tác giả nghiên cứu Conor Nixon, một nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, cho biết trong tuyên bố. "Thiết bị này, được chế tạo một phần tại Vương quốc Anh, đã đi khắp Hệ Mặt trời và tiếp tục mang lại cho chúng ta những thông tin khoa học có giá trị.
"Thực tế là bầu khí quyển của Titan hoạt động giống như một con quay không có kết nối với bề mặt của nó đặt ra những câu hỏi hấp dẫn — không chỉ đối với Titan, mà còn đối với việc hiểu biết rộng hơn về vật lý khí quyển, bao gồm cả trên Trái đất", Nixon nói thêm.
