Năm 2016, tàu không gian Juno của NASA đã tới Sao Mộc với mục đích quan sát chi tiết qua các lớp mây dày của nó để hé lộ những bí mật bên trong hành tinh khổng lồ này. Cùng những bức ảnh tuyệt đẹp đã gửi về, Juno còn sử dụng nhiều thiết bị mang theo để nhìn sâu vào trong lòng của Sao Mộc.
Một trong những khám phá lớn nhất của Juno là lõi của Sao Mộc không được nén chặt như dự đoán trước đó của các nhà khoa học. Thay vì một lớp chuyển tiếp rõ nét giữa lõi đặc và các lớp khí loãng hơn phía ngoài, Juno phát hiện ra một vùng biên mờ, với vật chất của lõi tràn vào khí quyển chiếm tới nửa bán kính của hành tinh.
Giờ đây, các nhà thiên văn học do Shang-Fei Liu ở Đại học Tôn Trung Sơn (Trung Quốc) đứng đầu đã tìm ra lời giải cho sự tồn tại của cái lõi như vậy: Sao Mộc sơ khai đã va chạm với một tiền hành tinh lớn có kích thước cỡ Sao Thiên Vương. Các mô phỏng cho thấy ngay cả nếu như sự kiện này xảy ra từ tận 4,5 tỷ năm trước - khi mà các hành tinh mới bắt đầu hình thành - thì cái lõi có đường biên không rõ ràng này cũng có thể tồn tại tới ngày nay. Liu và các đồng nghiệp đã công bố nghiên cứu này hôm 14 tháng 8 vừa qua trên tạp chí Nature.
Va chạm trực diện
Mô hình hình thành của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời cho biết Sao Mộc đã ra đời bằng cách bắt đầu tập hợp các nguyên tố nặng trước để tạo thành lõi đặc. Vào thời điểm đó, nó đã nặng đủ để kéo một lượng lớn các nguyên tố nhẹ hơn như hydro và heli để tạo thành khối lượng hoàn chỉnh của nó.
Nhưng kịch bản đó sẽ đưa ra kết quả là Sao Mộc ngày nay cần có một cái lõi đặc được bao quanh bởi các khí nhẹ hơn. Với những phép đo cực kỳ chính xác của Juno, các nhà khoa học nhận thấy lõi của Sao Mộc thực ra không rõ ràng, với vùng ngoài chảy tràn vào các lớp khí bao quanh, kéo dài hàng nghìn km. Phát hiện này đã làm kinh ngạc các nhà thiên văn khi nó lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu của Juno công bố vào năm 2017.
Để một lõi không rõ ràng như đã quan sát được tồn tại, theo các nha khoa học thì cần có một lượng nguyên tố nặng tương đương từ 10 tới 20 lần khối lượng Trái Đất rơi vào Sao Mộc sau khi lõi của nó đã định hình và đã có được khoảng một nửa khí quyển ngày nay. Nhưng điều đó lại không hợp lý, vì với khối lượng của lõi như vậy, Sao Mộc chắc chắn đã có đủ khí quyển rất nhanh và lớp khí quyển rất dày đó sẽ ngăn cản không cho các hạt bụi nặng rơi vào trong lõi của hành tinh.
Vì lý do đó, các nhà khoa học bắt đầu tìm hiểu xem liệu còn cách nào khác mà lõi đó hình thành. Shang-Fei Liu đã trình bày ý tưởng về một vụ va chạm lớn trong quá khứ. Tiền hành tinh đã va chạm với Sao Mộc có kích thước từ 10 tới 20 lần Trái Đất, được cấu tạo chủ yếu từ các vật liệu đặc. Nó đã va chạm trực diện vào lõi của Sao Mộc vào một thời điểm sớm trong lịch sử của hành tinh khí khổng lồ này.
Có một điều ngày càng rõ ràng là Hệ Mặt Trời sơ khai từng là một nơi rất khốc liệt, những vụ va chạm hành tinh là khá phổ biến. Khối lượng lớn của Sao Mộc khiến nó dễ dàng có những va chạm trực diện nếu như một vật thể tới đủ gần nó.
Mô hình của Liu cũng cho thấy nếu như một va chạm lớn và trực diện như vậy xảy ra, nó có thể khiến cho lõi của Sao Mộc mất tới hàng tỷ năm để yên tĩnh trở lại. Việc đó khớp với tuổi hiện nay của Hệ Mặt Trời.
Mặc dù không thể quay ngược thời gian để xác nhận trực tiếp về vụ va chạm lớn này, nhưng các mô hình và lý thuyết cho thấy đây là lời giải thích hợp lý cho vùng trung tâm bí ẩn của Sao Mộc.
R.T
Theo Astronomy
