Những phát hiện mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA cho thấy những luồng nước nghi vấn phun trào từ mặt trăng Europa băng giá của Sao Mộc, vừa được công bố trong một buổi họp báo ngày 26/9/2016 vừa qua.

Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble đã chụp được những hình ảnh có thể là các luồng hơi nước phun ra từ bề mặt của mặt trăng Europa của Sao Mộc. Phát hiện này củng cố thêm các quan sát khác của Hubble cho thấy mặt trăng băng giá này đang phun trào các luồng hơi nước lên độ cao rất cao.

Việc quan sát làm tăng thêm khả năng thực hiện một nhiệm vụ đưa tàu vũ trụ đến Europa để thu thập mẫu nước đại dương mà không cần phải khoan sâu hàng dặm xuyên qua lớp vỏ băng đá.

"Đại dương của Europa được xem là một trong những nơi đầy hứa hẹn có tiềm năng cho sự sống tồn tại trong Hệ Mặt Trời", theo lời Geoff Yoder, thay mặt Phó Giám đốc tại Văn phòng giám đốc Nhiệm vụ Khoa học của NASA ở Washungton, D.C.. "Những luồng này, nếu chúng thực sự tồn tại, có thể cung cấp một cách khác thuận lợi hơn để lấy mẫu nghiên cứu tầng dưới bề mặt của Europa".

Các luồng hơi nước này được ước tính phun cao lên đến khoảng 125 dặm (200 km) và (có lẽ) tạo thành mưa rơi trở lại bề mặt Europa. Europa có một đại dương lớn bao bọc toàn bộ mặt trăng này và chứa lượng nước gấp đôi các đại dương của Trái Đất, nhưng nó được bảo vệ bởi một lớp băng đá cực kỳ cứng và lạnh với độ dày chưa được xác định. Các luồng hơi nước cung cấp một cơ hội rõ ràng để thu thập các mẫu hơi nước có nguồn gốc từ bên dưới bề mặt mà không cần phải đưa tàu vũ trụ hạ cánh hay khoan xuyên qua lớp băng.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 1: Hình ảnh tổng hợp cho thấy nghi vấn các luồng hơi nước phun trào từ bề mặt của vệ tinh Europa của Sao Mộc. Credit: NASA, ESA, W. Sparks (STScI), and the USGS Astrogeology Science Center.

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi William Sparks, Viện Khoa học Kính viễn Vọng Không gian (STScI) ở Baltimore, Maryland, đã quan sát những sự phun trào hình "ngón tay" này khi quan sát vùng rìa của Europa khi nó đi ngang qua phía trước Sao Mộc.

Mục tiêu ban đầu của nhóm nghiên cứu là để xác định độ dày mỏng hoặc tầng ngoài của bầu khí quyển Europa. Sử dụng cùng phương pháp quan sát thăm dò khí quyển của các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác, nhóm nghiên cứu cũng nhận ra nếu có hơi nước phun trào từ bề mặt Europa, thì phương pháp quan sát này sẽ là một cách tuyệt vời để nhìn thấy điều đó.

"Bầu khí quyển của một ngoại hành tinh chặn lại một số ánh sáng từ ngôi sao đằng sau nó", Sparks giải thích. "Nếu Europa có một bầu khí quyển mỏng xung quanh nó, thì bầu khí quyển này có khả năng chặn một số ánh sáng từ Sao Mộc, và chúng ta có thể nhìn thấy nó như một cái bóng. Và vì thế chúng ta tìm kiếm các đặc trưng hấp thụ xung quanh rìa của Europa khi nó đi ngang qua trước bề mặt nhẵn của Sao Mộc".

Trong 10 lần xuất hiện riêng biệt trải dài suốt 15 tháng qua, nhóm nghiên cứu đã quan sát Europa đi qua phía trước Sao Mộc. Họ nhìn thấy thứ gì đó có thể là các luồng phun trào xuất hiện 3 trong số những sự kiện này.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 2: Hình minh họa mô tả phương pháp quan sát và phát hiện bóng của các luồng hơi nước từ vệ tinh Europa khi nó đi ngang qua phía trước Sao Mộc. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Công việc này cung cấp bằng chứng củng cố thêm cho sự hiện diện các luồng nước trên Europa. Vào năm 2012, một nhóm nghiên cứu khác dẫn đầu bởi Lorenz Roth đến từ Viện Nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio, Texas, đã phát hiện bằng chứng về hơi nước phun trào từ khu vực cực nam băng giá của Europa và đạt đến độ cao khoảng 100 dặm (160 km) vào không gian. Mặc dù cả hai nhóm cùng sử dụng công cụ Chụp ảnh Quang phổ (STIS) của Kính viễn vọng Không gian Hubble, thì mỗi nhóm lại áp dụng một phương pháp độc lập hoàn toàn để đi đến cùng một kết luận.

"Khi chúng tôi tính toán trong một cách hoàn toàn khác nhau về lượng vật chất cần thiết để tạo ra những đặc trưng hấp thụ này, thì kết quả lại khá tương đồng với những gì mà Roth và nhóm nghiên cứu đó đã phát hiện", Sparks cho biết. "Các ước lượng về khối lượng là tương tự nhau, các ước lượng về chiều cao của luồng hơi nước cũng tương tự nhau. Vĩ tuyến của hai luồng phun trào trong số chúng tôi nhìn thấy cũng tương ứng với công việc trước đó của họ".

Nhưng hai nhóm không đồng thời phát hiện các luồng phun trào sử dụng các kỹ thuật độc lập của họ. Các quan sát cho đến nay đã cho thấy các luồng phun trào này có thể biến đổi cao, nghĩa là chúng có thể thỉnh thoảng phun trào vài lần và sau đó tắt lịm.

Nếu được xác nhận, Europa sẽ là mặt trăng thứ hai trong Hệ Mặt Trời được biết là có các luồng hơi nước. Vào năm 2005, tàu quỹ đạo Casini của NASA đã phát hiện các luồng hơi nước và bụi phun ra khỏi bề mặt của mặt trăng Enceladus của Sao Thổ.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Hình 3: Hình vẽ đồ họa minh họa các luồng hơi nước phun trào từ bề mặt vệ tinh Europa.  Credit: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).

Các nhà khoa học có thể sử dụng tầm nhìn hồng ngoại của Kính viễn vọng Không gian James Webb, sẽ được phòng vào không gian năm 2018, để xác nhận hoạt động phun trào trên Europa. NASA cũng đang xây dựng một nhiệm vụ thám hiểm đến Europa với một tải thiết bị có thể xác nhận sự tồn tại của các luồng hơi nước này và nghiên cứu chúng ở cự ly gần trong nhiều lần bay ngang qua.

"Khả năng độc đáo của Hubble cho phép nó chụp được những luồng hơi nước này, một lần nữa chứng tỏ Hubble có thể thực hiện các quan sát mà nó chưa bao giờ được thiết kế trước đó", Paul Hertz, giám đốc của bộ phận Vật lý thiên văn tại trụ sở NASA ở Washungton D.C. cho biết. "Quan sát này mở ra một thế giới đầy tiềm năng, và chúng ta chờ đợi các nhiệm vụ trong tương lai - chẳng hạn nhự Kính viễn vọng Không gian James Webb - để theo dõi về phát hiện thú vị này".

Công việc của Sparks và các đồng nghiệp sẽ được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn (The Astrophysical Journal) số ra ngày 29/9 sắp tới.

Kính viễn vọng Không gian Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA). Trung tâm Bay Không gian Goddad ở Greenbelt, Maryland điều hành kính viễn vọng. Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) ở Baltimore, Maryland, quản lý các hoạt động khoa học của Hubble. STScI hoạt động cho NASA bởi Hiệp hôi các Trường đại học Nghiên cứu Thiên văn học ở Washington, D.C.

Nguồn: HubbleSite

Video mô tả phát hiện của Hubble

Tham khảo

  1. HubbleSite: NASA's Hubble Spots Possible Water Plumes Erupting on Jupiter's Moon Europa
  2. NASA Solar System: Hubble: Possible Water Plumes on Jupiter's Moon Europa
  3. ESA Hubble Space Telescope website
  4. STScI website
Author: Hien PHAN
Nguyên chủ nhiệm CLB Thiên văn Bách khoa - PAC (nay là CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC); Nghiên cứu sinh ngành Vật lý thiên văn tại APC Laboratory, Paris Diderot University, Cộng hòa Pháp.