Trong một nghiên cứu mới, lần đầu tiên các nhà thiên văn đã tìm thấy bằng chứng về hơi nước trong khí quyển mỏng manh của Ganymede – vệ tinh của Sao Mộc, đồng thời cũng là vệ tinh tự nhiên lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.
Các nhà nghiên cứu cho biết, phát hiện này có thể giải thích cho việc hơi nước có chứa trong khí quyển tương tự của các thiên thể băng khác trong Hệ Mặt Trời và xa hơn nữa.
Nghiên cứu trước đây cho thấy Ganymede – có kích thước lớn hơn cả Sao Thủy và hành tinh lùn Pluto, và chỉ nhỏ hơn Sao Hỏa một chút – có thể chứa nhiều nước hơn tất cả các đại dương trên Trái Đất cộng lại. Tuy nhiên, vệ tinh này của Sao Mộc lạnh tới nỗi nước trên bề mặt nó bị đóng băng. Nước lỏng chỉ được tìm thấy ở độ sâu khoảng 100 dặm (160 km) bên dưới lớp vỏ của nó.
Nghiên cứu đó cũng cho rằng băng trên bề mặt của Ganymede có thể chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể khí, mà không qua thể lỏng, vậy nên hơi nước có thể tạo thành một phần của bầu khí quyển mỏng của vệ tinh khổng lồ này. Tuy nhiên, bằng chứng về nguồn nước này vẫn chưa được xác định rõ cho tới ngày nay.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu cũ lẫn mới của Ganymede từ kính thiên văn không gian Hubble của NASA. Năm 1998, Hubble đã chụp được những hình ảnh ở bước sóng tử ngoại đầu tiên của Ganymede, gồm có những hình ảnh về cực quang của nó, tương tự như Bắc cực quang và Nam cực quang trên Trái Đất. Những dải khí sáng mang điện đầy màu sắc trong các cực quang này là bằng chứng cho thấy Ganymede có từ trường yếu.
Những tín hiệu tử ngoại được phát hiện trong các dải cực quang này cho thấy sự có mặt của các phân tử oxy do các hạt mang điện cọ xát với bề mặt băng giá của Ganymede tạo ra. Tuy nhiên, một số trong những phát xạ này không phù hợp với những gì người ta dự đoán từ một bầu khí quyển chứa oxy phân tử tinh khiết. Nghiên cứu trước đây cho thấy sự khác biệt này có liên quan tới các tín hiệu từ oxy nguyên tử – tức các nguyên tử oxy đơn lẻ.
Là một phần của chương trình quan sát lớn nhằm hỗ trợ cho Juno – sứ mệnh thám hiểm Sao Mộc của NASA, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính Hubble để đo lượng oxy nguyên tử trong khí quyển của Ganymede. Thật bất ngờ, họ phát hiện rằng hầu như không có bất kỳ oxy nguyên tử nào ở đó. Như vậy, cần phải có một lời giải thích khác cho các tín hiệu tử ngoại trước đó.
Các nhà khoa học tập trung theo dõi sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đáng kể của Ganymede trong ngày, với mức cao nhất là khoảng -190 độ F (-123 độ C) vào buổi trưa tại xích đạo, trong khi mức thấp nhấp là khoảng -315 độ F (-193 độ C) vào ban đêm. Tại những nơi nóng nhất, băng có thể trở nên đủ ấm để bốc hơi trực tiếp. Dựa trên khí hậu này, các nhà khoa học cũng lưu ý thấy sự khác biệt trong số những hình ảnh tử ngoại của Ganymede rất phù hợp với nơi mà người ta nghĩ rằng sẽ có nước trong khí quyển của nó.
Lorenz Roth – tác giả dẫn đầu nghiên cứu đồng thời là nhà khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH – phát biểu trên Space.com rằng: “Hơi nước trong khí quyển hoàn toàn phù hợp với dữ liệu thu được.”
Nguyên do chính mà nghiên cứu trước không thể phát hiện ra nước trong khí quyển của Ganymede là vì tín hiệu tử ngoại phát ra từ các oxy phân tử quá mạnh. Roth cho biết: “Trong phạm vi tín hiệu mạnh như vậy, khó có thể tìm thấy các tín hiệu khác.”
“Những nghiên cứu này cho thấy rằng hơi nước thực sự tồn tại trong khí quyển của các thiên thể băng ở vùng ngoài của Hệ Mặt Trời. Giờ đây có lẽ chúng ta sẽ thấy điều này ở nhiều nơi hơn.”
Các nhà khoa học đã nêu chi tiết phát hiện của họ trên Nature Astronomy vào ngày 26 tháng 7.
Hồng Anh
Theo Live Science
