Một nghiên cứu mới dẫn đầu bởi UCL (University College London) sử dụng Đài thiên văn tia X Chandra của NASA đã phát hiện những cơn bão Mặt Trời gây ra “Ánh sáng phương Bắc” mãnh liệt trên Sao Mộc bằng việc tạo ra một cực quang tia X mới sáng hơn 8 lần bình thường và mạnh hơn hàng trăm lần so với bắc cực quang Trái Đất.
Đây là lần đầu tiên cực quang tia X của Sao Mộc được nghiên cứu khi một cơn bão khổng lồ từ Mặt Trời thổi đến hành tinh này. Những phát hiện ấn tượng này bổ sung cho chương trình Juno của NASA vào mùa hè này với mục đích hiểu được mối quan hệ giữa hai cấu trúc lớn nhất trong Hệ Mặt Trời – vùng không gian kiểm soát bởi từ trường của Sao Mộc (tức là từ quyển của nó) và vùng được kiểm soát bởi gió Mặt Trời.
“Có một cuộc tranh giành quyền lực không ngừng giữa gió Mặt Trời và từ quyển Sao Mộc. Chúng tôi muốn hiểu được sự tương tác này và ảnh hưởng của nó lên hành tinh. Bằng cách nghiên cứu cách cực quang thay đổi, chúng tôi có thể khám phá nhiều hơn về vùng không gian được kiểm soát bởi từ trường của Sao Mộc, và nó có bị tác động bởi Mặt Trời hay không và như thế nào. Việc hiểu được mối quan hệ này có ý nghĩa rất quan trọng đối với vô số thiên thể có từ trường khắp thiên hà, bao gồm các ngoại hành tinh, các sao lùn nâu và các sao neutron”, William Dunn, người dẫn đầu nghiên cứu và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Khoa học Không gian Mullard của UCL, giải thích.
Mặt Trời luôn luôn phóng ra một dòng các hạt vào không gian tạo thành gió Mặt Trời. Khi xảy ra những cơn bão khổng lồ, gió trở nên mạnh hơn và ép lên từ quyển Sao Mộc, dịch chuyển ranh giới của nó với gió Mặt Trời hai triệu kilomet trong không gian. Nghiên cứu thấy rằng tương tác này tại ranh giới gây ra những tia X năng lượng cao trong cực quang phía Bắc của Sao Mộc, che phủ một khu vực lớn hơn bề mặt của Trái Đất.
Được công bố mới đây trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý – Vật lý không gian, xuất bản bởi Hội Địa vật lý Mỹ, phát hiện này có được khi tàu không gian Juno của NASA đến gần Sao Mộc để bắt đầu sứ mệnh của mình vào mùa hè này. Được phóng vào năm 2011, mục tiêu của Juno là tiết lộ những bí ẩn về nguồn gốc của Sao Mộc, giúp chúng ta hiểu được Hệ Mặt Trời, bao gồm cả Trái Đất, được hình thành như thế nào.
Như một phần của sứ mệnh, Juno sẽ nghiên cứu mối quan hệ giữa Sao Mộc với Mặt Trời và gió Mặt Trời bằng cách nghiên cứu từ trường, từ quyển và cực quang của nó. Nhóm nghiên cứu của UCL hi vọng sẽ tìm ra được cách mà các tia X tạo thành bằng cách thu thập dữ liệu bổ sung từ đài thiên văn không gian tia X của Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA), XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror Mission – cũng là một đài thiên văn không gian tia X của ESA), và đài thiên văn tia X Chandra.
“So sánh các phát hiện mới từ Sao Mộc với những gì đã biết trên Trái Đất sẽ giúp giải thích cách mà thời tiết không gian được điều khiển bởi tương tác của gió Mặt Trời với từ quyển Trái Đất. Những hiểu biết mới về cách mà khí quyển Sao Mộc bị tác động bởi Mặt Trời sẽ giúp chúng ta mô tả khí quyển của các ngoại hành tinh, cung cấp cho chúng ta manh mối về việc một hành tinh có thể hỗ trợ sự sống hay không”, giám sát nghiên cứu, giáo sư Graziella Branduardi-Raymont từ Phòng thí nghiệm Khoa học không gian Mullard của UCL cho biết.
Tác động của những cơn bão Mặt Trời lên cực quang của Sao Mộc được phát hiện bằng cách theo dõi các tia X được phát ra trong suốt hai quan sát trong vòng 11 giờ vào tháng 10 năm 2011, khi sự phun trào nhật hoa từ Mặt Trời được dự đoán sẽ chạm đến hành tinh này. Các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu thu thập được để xây dựng một ảnh hình cầu để xác định nguồn của hoạt động tia X và xác định các khu vực để nghiên cứu thêm tại những thời điểm khác.
William Dunn nói thêm, “Năm 2000, một trong những phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là một “vết nóng” sáng của tia X trong cực quang quay cùng với hành tinh. Nó bừng sáng cứ mỗi 45 phút một lần, giống như một ngọn hải đăng của hành tinh. Khi bão Mặt Trời xảy đến vào năm 2011, chúng ta thấy điểm này quay nhanh hơn, sáng lên cứ mỗi 26 phút một lần. Chúng tôi không chắc điều gì đã gây ra sự tăng tốc này nhưng, bởi vì nó tăng tốc nhanh hơn trong suốt cơn bão, nên chúng tôi nghĩ nó cũng liên quan tới gió Mặt Trời, cũng giống như cực quang sáng mới được phát hiện.”
Một nghiên cứu khác công bố cùng ngày, dẫn đầu bởi Tomoki Kimura từ Cơ quan không gian Nhật Bản (JAXA) cùng với bởi các nhà nghiên cứu UCL, cho biết cực quang tia X có phản ứng với những cơn gió Mặt Trời nhẹ hơn, làm tăng thêm mối liên hệ giữa Sao Mộc và gió Mặt Trời.
Nghiên cứu dẫn đầu bởi UCL cũng có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Hành không không gian Marshall của NASA, Đại học Boston, Đài thiên văn Paris, MIT, Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI), Đại học Southampton, Đại học Leicester, Cơ quan Thám hiểm Hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) và Đại học Michigan. Nó được tài trợ bởi Hội đồng Phương tiện Khoa học và Công nghệ (STFC), NASA, Hội đồng nghiên cứu Môi trường Tự nhiên (NERC) và Hội Xúc tiến Khoa học Nhật Bản (JSPS).
Hoàng Gia Linh
Theo Science Daily
