Phân tích dữ liệu trong hai thập kỷ từ Kính viễn vọng không gian Hubble của NASA đã cung cấp những hiểu biết mới về những thay đổi phức tạp của khí quyển trên Sao Thiên Vương, phần lớn là do tác động của bức xạ mặt trời.
Sao Thiên Vương, hành tinh thứ bảy tính từ mặt trời, có độ nghiêng trục cực lớn, với đường xích đạo và quỹ đạo gần như vuông góc — có khả năng là kết quả của một vụ va chạm với một vật thể có kích thước bằng Trái Đất từ lâu. Độ nghiêng này khiến các cực của hành tinh trải qua mùa đông tối tăm kéo dài và mùa hè tươi sáng, dẫn đến sự thay đổi theo mùa đáng kể, đặc biệt là ở cực bắc và cực nam. Tuy nhiên, bất chấp những đặc điểm cực đoan này, Sao Thiên Vương vẫn là một trong những hành tinh ít được hiểu biết nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, phần lớn là do chỉ có một tàu vũ trụ duy nhất ghé thăm nó cách đây gần 40 năm, Voyager 2 — và cuộc chạm trán duy nhất đó trùng với một sự kiện mặt trời đặc biệt, làm phức tạp thêm hiểu biết của chúng ta về hành tinh băng khổng lồ xa xôi này.
Trong hai thập kỷ qua, một nhóm do nhà thiên văn học Erich Karkoschka của Đại học Arizona đứng đầu đã sử dụng Máy quang phổ hình ảnh của Kính viễn vọng không gian trên Kính viễn vọng không gian Hubble để theo dõi những thay đổi theo mùa trên Sao Thiên Vương. Vì hành tinh băng khổng lồ này mất hơn 84 năm Trái Đất để hoàn thành một quỹ đạo quanh mặt trời, nên các nhà nghiên cứu chủ yếu quan sát được mùa xuân phía bắc của hành tinh khi mặt trời di chuyển từ chiếu sáng trực tiếp trên đường xích đạo của hành tinh sang gần như trực tiếp trên cực bắc của nó vào năm 2030.
Theo NASA statement.
Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương chủ yếu bao gồm hydro và heli, với một lượng nhỏ mêtan, tạo cho hành tinh này màu xanh lam-xanh lục đặc trưng bằng cách hấp thụ ánh sáng đỏ từ mặt trời và phản xạ ánh sáng xanh.
Từ năm 2002 đến năm 2022, Karkoschka và các đồng nghiệp của ông đã quan sát hành tinh băng khổng lồ này bốn lần — vào các năm 2002, 2012, 2015 và 2022 — ghi lại bức tranh phong phú hơn về cấu trúc bầu khí quyển của hành tinh này so với bức tranh được thu thập bởi một lần bay ngang qua của Voyager 2. Các quan sát gần đây cho thấy các mô hình lưu thông khí quyển phức tạp trên Sao Thiên Vương trong giai đoạn này, với dữ liệu nhạy cảm nhất với sự phân bố mêtan cho thấy sự xuống nước ở các vùng cực và sự lên nước ở các khu vực khác, theo tuyên bố của NASA.
Đáng chú ý, các nhà khoa học phát hiện ra rằng mêtan không phân bố đồng đều trên khắp Sao Thiên Vương mà bị cạn kiệt mạnh ở gần các cực của nó, với sự cạn kiệt này vẫn diễn ra liên tục trong nhiều năm.
Các quan sát cũng tiết lộ những thay đổi về nồng độ khí dung, cho phép các nhà khoa học lập bản đồ cấu trúc khí quyển của hành tinh. Trong khi sự suy giảm khí mê-tan và các mẫu khí dung vẫn tương đối ổn định ở vĩ độ trung bình và thấp trong hai thập kỷ quan sát, các vùng cực lại cho thấy những thay đổi rõ rệt hơn.
Các bài viết liên quan:
— Thiên hà bùng nổ sao xoắn ốc phát sáng trong hình ảnh tuyệt đẹp của Kính viễn vọng Hubble
— Kính viễn vọng Hubble phát hiện ra một câu đố 'bài toán 3 vật thể' mới trong số các tiểu hành tinh vành đai Kuiper (video)
— Các thiên hà lùn của Andromeda hình thành như thế nào? Kính viễn vọng Hubble tìm thấy nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời
Đáng chú ý là các hạt khí dung gần cực bắc trở nên sáng hơn, đặc biệt là trong những năm gần đây khi hành tinh này tiến gần đến mùa hè ở phía bắc, theo tuyên bố. Những quan sát dài hạn này đã cung cấp cho các nhà khoa học hiểu biết sâu sắc hơn về cách bầu khí quyển của hành tinh băng khổng lồ này hoạt động và phản ứng với ánh sáng mặt trời thay đổi.
Chúng cũng có thể "đóng vai trò là đại diện để nghiên cứu các ngoại hành tinh có kích thước và thành phần tương tự", nhóm nghiên cứu Hubble cho biết trong tuyên bố.
Sao Thiên Vương, hành tinh thứ bảy tính từ mặt trời, có độ nghiêng trục cực lớn, với đường xích đạo và quỹ đạo gần như vuông góc — có khả năng là kết quả của một vụ va chạm với một vật thể có kích thước bằng Trái Đất từ lâu. Độ nghiêng này khiến các cực của hành tinh trải qua mùa đông tối tăm kéo dài và mùa hè tươi sáng, dẫn đến sự thay đổi theo mùa đáng kể, đặc biệt là ở cực bắc và cực nam. Tuy nhiên, bất chấp những đặc điểm cực đoan này, Sao Thiên Vương vẫn là một trong những hành tinh ít được hiểu biết nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, phần lớn là do chỉ có một tàu vũ trụ duy nhất ghé thăm nó cách đây gần 40 năm, Voyager 2 — và cuộc chạm trán duy nhất đó trùng với một sự kiện mặt trời đặc biệt, làm phức tạp thêm hiểu biết của chúng ta về hành tinh băng khổng lồ xa xôi này.
Trong hai thập kỷ qua, một nhóm do nhà thiên văn học Erich Karkoschka của Đại học Arizona đứng đầu đã sử dụng Máy quang phổ hình ảnh của Kính viễn vọng không gian trên Kính viễn vọng không gian Hubble để theo dõi những thay đổi theo mùa trên Sao Thiên Vương. Vì hành tinh băng khổng lồ này mất hơn 84 năm Trái Đất để hoàn thành một quỹ đạo quanh mặt trời, nên các nhà nghiên cứu chủ yếu quan sát được mùa xuân phía bắc của hành tinh khi mặt trời di chuyển từ chiếu sáng trực tiếp trên đường xích đạo của hành tinh sang gần như trực tiếp trên cực bắc của nó vào năm 2030.
Theo NASA statement.
Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương chủ yếu bao gồm hydro và heli, với một lượng nhỏ mêtan, tạo cho hành tinh này màu xanh lam-xanh lục đặc trưng bằng cách hấp thụ ánh sáng đỏ từ mặt trời và phản xạ ánh sáng xanh.
Từ năm 2002 đến năm 2022, Karkoschka và các đồng nghiệp của ông đã quan sát hành tinh băng khổng lồ này bốn lần — vào các năm 2002, 2012, 2015 và 2022 — ghi lại bức tranh phong phú hơn về cấu trúc bầu khí quyển của hành tinh này so với bức tranh được thu thập bởi một lần bay ngang qua của Voyager 2. Các quan sát gần đây cho thấy các mô hình lưu thông khí quyển phức tạp trên Sao Thiên Vương trong giai đoạn này, với dữ liệu nhạy cảm nhất với sự phân bố mêtan cho thấy sự xuống nước ở các vùng cực và sự lên nước ở các khu vực khác, theo tuyên bố của NASA.
Đáng chú ý, các nhà khoa học phát hiện ra rằng mêtan không phân bố đồng đều trên khắp Sao Thiên Vương mà bị cạn kiệt mạnh ở gần các cực của nó, với sự cạn kiệt này vẫn diễn ra liên tục trong nhiều năm.
Các quan sát cũng tiết lộ những thay đổi về nồng độ khí dung, cho phép các nhà khoa học lập bản đồ cấu trúc khí quyển của hành tinh. Trong khi sự suy giảm khí mê-tan và các mẫu khí dung vẫn tương đối ổn định ở vĩ độ trung bình và thấp trong hai thập kỷ quan sát, các vùng cực lại cho thấy những thay đổi rõ rệt hơn.
Các bài viết liên quan:
— Thiên hà bùng nổ sao xoắn ốc phát sáng trong hình ảnh tuyệt đẹp của Kính viễn vọng Hubble
— Kính viễn vọng Hubble phát hiện ra một câu đố 'bài toán 3 vật thể' mới trong số các tiểu hành tinh vành đai Kuiper (video)
— Các thiên hà lùn của Andromeda hình thành như thế nào? Kính viễn vọng Hubble tìm thấy nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời
Đáng chú ý là các hạt khí dung gần cực bắc trở nên sáng hơn, đặc biệt là trong những năm gần đây khi hành tinh này tiến gần đến mùa hè ở phía bắc, theo tuyên bố. Những quan sát dài hạn này đã cung cấp cho các nhà khoa học hiểu biết sâu sắc hơn về cách bầu khí quyển của hành tinh băng khổng lồ này hoạt động và phản ứng với ánh sáng mặt trời thay đổi.
Chúng cũng có thể "đóng vai trò là đại diện để nghiên cứu các ngoại hành tinh có kích thước và thành phần tương tự", nhóm nghiên cứu Hubble cho biết trong tuyên bố.