Một cơn bão mặt trời lớn vào năm 2017 đã nén từ quyển của Sao Mộc "giống như một quả bóng quần khổng lồ", một nghiên cứu mới đưa tin.
Phát hiện này bắt nguồn từ mô hình nhiệt độ bất thường mà các nhà khoa học quan sát thấy trong bầu khí quyển của Sao Mộc bằng cách sử dụng Đài quan sát Keck ở Hawai'i. Thông thường, cực quang cực mạnh của Sao Mộc truyền nhiệt đáng kể vào tầng khí quyển phía trên của hành tinh khí khổng lồ gần các cực.
Những ánh sáng ngoạn mục này giống với những ánh sáng được nhìn thấy trên Trái Đất, nơi chúng được tạo ra khi các hạt năng lượng tương tác với từ trường của hành tinh chúng ta, nhưng người ta tin rằng cực quang của Sao Mộc diễn ra theo một cơ chế khác và mạnh hơn nhiều.
Khi các nhà khoa học từ Đại học Reading ở Anh phát hiện nhiệt độ cao bất ngờ trải dài trên một nửa chu vi của Sao Mộc — đạt tới hơn 930 độ Fahrenheit (500 độ C), cao hơn đáng kể so với nhiệt độ nền khí quyển thông thường là 660 độ F (350 độ C) — họ đã bối rối.
Liên quan: Gió mặt trời: Nó là gì và nó ảnh hưởng đến Trái đất như thế nào?
"Thông thường, nhiệt độ giảm dần về phía đường xích đạo, phản ánh cách năng lượng cực quang được phân bổ lại trên khắp hành tinh", nhóm nghiên cứu đã viết trong bài báo của họ, được công bố hôm nay (ngày 3 tháng 4) trên tạp chí Geophysical Research Letters.
Vì "không có cơ chế gia nhiệt nào được biết đến có khả năng tạo ra một đặc điểm với nhiệt độ này bên ngoài vùng cực quang", nhóm nghiên cứu đề xuất rằng vùng siêu nóng có khả năng đã được "phóng" về phía đường xích đạo từ các cực.
Để tìm ra cách thức điều này có thể xảy ra, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các quan sát trên mặt đất từ kính viễn vọng Keck với dữ liệu từ tàu vũ trụ Juno của NASA, tàu vũ trụ đã khám phá Sao Mộc và các vệ tinh của nó kể từ năm 2016. Họ đã lần ra nguyên nhân của sự dịch chuyển nhiệt đột ngột này là một vụ nổ gió mặt trời dày đặc đã nén từ quyển khổng lồ của Sao Mộc — một bong bóng từ bao quanh hành tinh, được định hình bởi từ trường của chính nó. (Trái đất cũng có một cái! Trên thực tế, sự sống sẽ không thể tồn tại nếu không có nó.)
"Chúng tôi chưa bao giờ ghi lại được phản ứng của Sao Mộc đối với gió Mặt Trời trước đây — và cách nó thay đổi bầu khí quyển của hành tinh này là điều rất bất ngờ", tác giả chính của nghiên cứu James O'Donoghue thuộc Đại học Reading cho biết trong một tuyên bố. "Đây là lần đầu tiên chúng tôi nhìn thấy một thứ như thế này trên bất kỳ thế giới bên ngoài nào."
Các thành viên trong nhóm nghiên cứu cho biết, sự nén từ quyển do gió mặt trời dường như đã làm tăng cường quá trình làm nóng cực quang ở các cực của Sao Mộc, khiến tầng khí quyển trên giãn nở và giải phóng khí nóng thường bị giới hạn ở các cực xuống phía đường xích đạo.
"Gió mặt trời đã đè bẹp lá chắn từ trường của Sao Mộc như một quả bóng quần khổng lồ", O'Donoghue cho biết. "Điều này tạo ra một vùng siêu nóng trải dài một nửa hành tinh. Đường kính của Sao Mộc lớn hơn Trái Đất 11 lần, nghĩa là vùng nóng này rất lớn."
Và người ta tin rằng những sự kiện gió mặt trời như vậy tấn công Sao Mộc hai đến ba lần mỗi tháng!
Những câu chuyện liên quan:
— Cực quang của Sao Mộc phát sinh từ một 'cuộc chiến kéo co' từ tính với các vụ phun trào núi lửa trên mặt trăng Io của nó
— Không gian thời tiết: Nó là gì và được dự đoán như thế nào?
— Những cơn bão của Sao Mộc và vệ tinh 'khoai tây' Amalthea của nó gây choáng váng trong những hình ảnh thăm dò Juno mới của NASA
Các nhà khoa học trước đây đã nghĩ rằng sự quay nhanh của Sao Mộc sẽ bảo vệ nó khỏi những tác động như vậy, giữ cho nhiệt độ cực quang chỉ giới hạn ở các vùng cực do các rào cản do gió mạnh của hành tinh này tạo ra. Tuy nhiên, những phát hiện mới thách thức giả định đó, tiết lộ rằng ngay cả hành tinh lớn nhất của hệ mặt trời cũng nằm trong tầm kiểm soát của mặt trời.
"Chúng tôi đã nghiên cứu Sao Mộc, Sao Thổ và Sao Thiên Vương ngày càng chi tiết hơn trong thập kỷ qua. Những hành tinh khổng lồ này không chống lại được ảnh hưởng của mặt trời như chúng ta nghĩ — chúng dễ bị tổn thương, giống như Trái đất", O'Donoghue cho biết trong tuyên bố.
"Sao Mộc hoạt động như một phòng thí nghiệm, cho phép chúng ta nghiên cứu cách mặt trời tác động đến các hành tinh nói chung", ông nói thêm. "Bằng cách quan sát những gì xảy ra ở đó, chúng ta có thể dự đoán và hiểu rõ hơn về tác động của bão mặt trời có thể làm gián đoạn GPS, thông tin liên lạc và lưới điện trên Trái đất".
Phát hiện này bắt nguồn từ mô hình nhiệt độ bất thường mà các nhà khoa học quan sát thấy trong bầu khí quyển của Sao Mộc bằng cách sử dụng Đài quan sát Keck ở Hawai'i. Thông thường, cực quang cực mạnh của Sao Mộc truyền nhiệt đáng kể vào tầng khí quyển phía trên của hành tinh khí khổng lồ gần các cực.
Những ánh sáng ngoạn mục này giống với những ánh sáng được nhìn thấy trên Trái Đất, nơi chúng được tạo ra khi các hạt năng lượng tương tác với từ trường của hành tinh chúng ta, nhưng người ta tin rằng cực quang của Sao Mộc diễn ra theo một cơ chế khác và mạnh hơn nhiều.
Khi các nhà khoa học từ Đại học Reading ở Anh phát hiện nhiệt độ cao bất ngờ trải dài trên một nửa chu vi của Sao Mộc — đạt tới hơn 930 độ Fahrenheit (500 độ C), cao hơn đáng kể so với nhiệt độ nền khí quyển thông thường là 660 độ F (350 độ C) — họ đã bối rối.
Liên quan: Gió mặt trời: Nó là gì và nó ảnh hưởng đến Trái đất như thế nào?
"Thông thường, nhiệt độ giảm dần về phía đường xích đạo, phản ánh cách năng lượng cực quang được phân bổ lại trên khắp hành tinh", nhóm nghiên cứu đã viết trong bài báo của họ, được công bố hôm nay (ngày 3 tháng 4) trên tạp chí Geophysical Research Letters.
Vì "không có cơ chế gia nhiệt nào được biết đến có khả năng tạo ra một đặc điểm với nhiệt độ này bên ngoài vùng cực quang", nhóm nghiên cứu đề xuất rằng vùng siêu nóng có khả năng đã được "phóng" về phía đường xích đạo từ các cực.
Để tìm ra cách thức điều này có thể xảy ra, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các quan sát trên mặt đất từ kính viễn vọng Keck với dữ liệu từ tàu vũ trụ Juno của NASA, tàu vũ trụ đã khám phá Sao Mộc và các vệ tinh của nó kể từ năm 2016. Họ đã lần ra nguyên nhân của sự dịch chuyển nhiệt đột ngột này là một vụ nổ gió mặt trời dày đặc đã nén từ quyển khổng lồ của Sao Mộc — một bong bóng từ bao quanh hành tinh, được định hình bởi từ trường của chính nó. (Trái đất cũng có một cái! Trên thực tế, sự sống sẽ không thể tồn tại nếu không có nó.)
"Chúng tôi chưa bao giờ ghi lại được phản ứng của Sao Mộc đối với gió Mặt Trời trước đây — và cách nó thay đổi bầu khí quyển của hành tinh này là điều rất bất ngờ", tác giả chính của nghiên cứu James O'Donoghue thuộc Đại học Reading cho biết trong một tuyên bố. "Đây là lần đầu tiên chúng tôi nhìn thấy một thứ như thế này trên bất kỳ thế giới bên ngoài nào."
Các thành viên trong nhóm nghiên cứu cho biết, sự nén từ quyển do gió mặt trời dường như đã làm tăng cường quá trình làm nóng cực quang ở các cực của Sao Mộc, khiến tầng khí quyển trên giãn nở và giải phóng khí nóng thường bị giới hạn ở các cực xuống phía đường xích đạo.
"Gió mặt trời đã đè bẹp lá chắn từ trường của Sao Mộc như một quả bóng quần khổng lồ", O'Donoghue cho biết. "Điều này tạo ra một vùng siêu nóng trải dài một nửa hành tinh. Đường kính của Sao Mộc lớn hơn Trái Đất 11 lần, nghĩa là vùng nóng này rất lớn."
Và người ta tin rằng những sự kiện gió mặt trời như vậy tấn công Sao Mộc hai đến ba lần mỗi tháng!
Những câu chuyện liên quan:
— Cực quang của Sao Mộc phát sinh từ một 'cuộc chiến kéo co' từ tính với các vụ phun trào núi lửa trên mặt trăng Io của nó
— Không gian thời tiết: Nó là gì và được dự đoán như thế nào?
— Những cơn bão của Sao Mộc và vệ tinh 'khoai tây' Amalthea của nó gây choáng váng trong những hình ảnh thăm dò Juno mới của NASA
Các nhà khoa học trước đây đã nghĩ rằng sự quay nhanh của Sao Mộc sẽ bảo vệ nó khỏi những tác động như vậy, giữ cho nhiệt độ cực quang chỉ giới hạn ở các vùng cực do các rào cản do gió mạnh của hành tinh này tạo ra. Tuy nhiên, những phát hiện mới thách thức giả định đó, tiết lộ rằng ngay cả hành tinh lớn nhất của hệ mặt trời cũng nằm trong tầm kiểm soát của mặt trời.
"Chúng tôi đã nghiên cứu Sao Mộc, Sao Thổ và Sao Thiên Vương ngày càng chi tiết hơn trong thập kỷ qua. Những hành tinh khổng lồ này không chống lại được ảnh hưởng của mặt trời như chúng ta nghĩ — chúng dễ bị tổn thương, giống như Trái đất", O'Donoghue cho biết trong tuyên bố.
"Sao Mộc hoạt động như một phòng thí nghiệm, cho phép chúng ta nghiên cứu cách mặt trời tác động đến các hành tinh nói chung", ông nói thêm. "Bằng cách quan sát những gì xảy ra ở đó, chúng ta có thể dự đoán và hiểu rõ hơn về tác động của bão mặt trời có thể làm gián đoạn GPS, thông tin liên lạc và lưới điện trên Trái đất".
