Những quan sát kết hợp từ ba thiết bị khác nhau cho thấy những đặc trưng của cực quang sáng nhất của Sao Mộc ghi nhận được đến nay được được gây ra nhờ vệ tinh Io và tương tác với gió Mặt Trời.
Tại Trái Đất, rất rõ ràng rằng cực quang được gây ra và chi phối bởi gió Mặt Trời thổi qua hành tinh, nhưng cực quang khổng lồ của Sao Mộc có độ sáng biểu kiến lớn hơn so với cực quang trên Trái Đất lại được cho rằng được chi phối chủ yếu bởi những yếu tố trong hệ thống Sao Mộc.
Hiện nay, bằng cách kết hợp những quan sát từ ba tàu không gian, các nhà nghiên cứu từ một hợp tác quốc tế dẫn đầu bởi một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Gia tốc Nishina RIKEN đã cho thấy bức tranh phức tạp về cực quang của hành tinh này – các núi lửa trên Io (vệ tinh của Sao Mộc, cũng là thiên thể có hoạt động núi lửa mạnh nhất trong Hệ Mặt Trời) là tác nhân cung cấp năng lượng cho những cực quang sáng nhất trên Sao Mộc thông qua tương tác với sóng xung kích gây bởi sự xuất hiện của gió Mặt Trời.
Để thực hiện nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã xem xét dữ liệu từ ba thiết bị ngoài không gian gồm: vệ tinh Hisaki của Nhật - một đài quan sát siêu cực tím có quỹ đạo quanh Trái Đất đã được phóng lên từ năm 2013, vệ tinh Juno (đã vào quỹ đạo quanh Sao Mộc vào tháng 7 năm 2016) và kính thiên văn không gian Hubble. Những thiết bị này đã chụp những hình ảnh siêu cực tím với độ phân giải cao của Sao Mộc khi Juno vào quỹ đạo.
Bằng cách kết hợp những dữ liệu từ ba vệ tinh trong đó có những ảnh chụp nhanh bởi Hisaki cách mỗi 10 phút trong vòng hơn 6 tháng, nhóm đã có thể xác định chính xác quá trình khí sulfur được đẩy ra từ những núi lửa hoạt động mạnh trên vệ tinh Io nằm ở khu vực cách xa Sao Mộc được gia tốc về phía Sao Mộc và hướng vào vùng cực Sao Mộc – nơi tạo ra các cực quang.
Những phát hiện này được khám phá vào lúc cực quang trên Sao Mộc đang sáng rực và có di chuyển từ vùng cực đến vùng xích đạo, được phát hiện vào tháng 5 năm 2016 khi Juno đang tiến đến gần Sao Mộc.
Những dữ liệu này cho thấy năng lượng từ sự phát thải khí trên Io bằng cách nào đó đã chuyển về phía Sao Mộc với tốc độ khoảng 400 đến 800 km/s trong vùng xích đạo của không gian quanh Sao Mộc. Những quan sát trước đây cũng được thực hiện bằng cách kết hợp dữ liệu từ Hisaki và Hubble đã kết luận rằng gió Mặt Trời chỉ tác động rất ít đến những cực quang ngắn trên Sao Mộc.
Cực quang ở cực Nam của Sao Mộc, được chụp bởi tàu không gian Juno
“Điều đặc biệt từ quan sát của chúng tôi là chúng tôi có thể căn thời gian được những quan sát khi Juno tiến vào quỹ đạo quanh Sao Mộc”, tác giả chính Tomoki Kimura – một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại RIKEN nói.
"Juno đã phát hiện được một sóng xung kích tạo ra bởi gió Mặt Trời và điều này khiến chúng tôi suy luận ra rằng gió Mặt Trời cùng với vệ tinh Io đóng vai trò trong quá trình đẩy năng lượng về phía Sao Mộc.
Trước đây, người ta thường cho rằng từ trường của một thiên thể có sự tự quay là đủ mạnh đủ để chi phối hoàn toàn những chuyển động của năng lượng và khối lượng gần nó, nhưng những phát hiện của nhóm nghiên cứu đã thách thức giả định này vì năng lượng dường như đã di chyển từ một khu vực xa về phía Sao Mộc. Hơn nữa quá trình này dường như đúng cho những vật thể tự quay khác như các sao neutron.
Kimura nói thêm: “Hệ Sao Mộc được biết có chứa nhiều vệ tinh băng, cụ thể là Europa và Ganymede. Chúng có thể có khả năng có sự sống trong các đại dương ngầm chứa nước lỏng của chúng và năng lượng được chuyển từ khu vực ở xa về phía Sao Mộc có thể hỗ trợ cho những quá trình hóa học trên bề mặt băng của những vệ tinh này.”
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters, được thực hiện với sự cộng tác giữa Đại học Leicester (Leicester, Anh), Đại học Lancaster (Lancaster, Anh), Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Quốc gia (Tokyo, Nhật), Viện Khoa học Không gian và Hàng không không gian, Cơ quan không gian Nhật Bản/JAXA (Sagamihara, Nhật Bản), Đại học Tohoku (Sendai, Nhật Bản), Đại học Tokyo (Tokyo, Nhật Bản), Đại học de Liege (Liege, Bỉ) và Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng tại Đại học Johns Hopkins (Laurel, Maryland, Mỹ).
Mỹ Linh
Theo Space Daily
