Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng Mimas, một vệ tinh nhỏ của Sao Thổ, có thể có một đại dương lỏng ẩn giấu dưới lớp vỏ băng dày của nó và do đó có thể có những điều kiện cần thiết cho sự sống.
Phát hiện đáng ngạc nhiên này thay đổi căn bản định nghĩa về một vệ tinh đại dương và cuối cùng có thể định hình lại cuộc tìm kiếm sự sống trên các vệ tinh trong Hệ Mặt Trời. Đó là bởi với kích thước của Mimas, các nhà khoa học vốn cho rằng nó không có khả năng chứa một lượng lớn chất lỏng.
Một nhóm nghiên cứu mới đây đã ước tính rằng có một đại dương nằm cách bề mặt vỏ băng khoảng 12 đến 18 dặm (20 đến 30 km); các nhà nghiên cứu cũng tin rằng nó tương đối trẻ, chỉ mới xuất hiện từ 2 triệu đến 25 triệu năm trước. Tuy nhiên, mặc dù ẩn giấu suốt hàng triệu năm, đại dương có lẽ phải chiếm ít nhất một nửa thể tích của vệ tinh này.
Mimas thường đươc các nhà thiên văn đặt biệt danh là 'Death Star', vì một hố va chạm thiên thạch lớn trên bề mặt khiến nó rất giống trạm không gian khổng lồ cùng tên trong Star Wars.
"Phát hiện chính ở đây là sự khám phá về điều kiện sống được trên một thiên thể của Hệ Mặt Trời mà chúng tôi không bao giờ mong đợi có nước lỏng," Valery Lainey, thành viên nhóm nghiên cứu và là nhà khoa học tại Đài quan sát Paris, nói với Space.com. "Điều đó thật đáng kinh ngạc."
Phát hiện này làm cho Mimas càng trở nên giống với một vệ tinh khác của Sao Thổ, Enceladus, mà các nhà khoa học đã biết có một đại dương dưới bề mặt. Cả hai vệ tinh này có khoảng cách tính từ Sao Thổ gần bằng nhau và cũng khá tương đồng về kích thước, với Enceladus có đường kính khoảng 310 dặm (500 km) còn Mimas nhỏ hơn một chút với đường kính 246 dặm (396 km).
Một điểm khác biệt chính giữa hai vệ tinh là, trong khi đại dương của Enceladus phun trào lên bề mặt dưới dạng các tia nước và cột khói khổng lồ, đại dương của Mimas chưa từng xuyên qua lớp vỏ băng.
Điều này có nghĩa là, trong khi tàu không gian Cassini của NASA có thể bay qua các cột nước phun ra từ Enceladus để xác nhận đại dương của nó và thậm chí khám phá một số phân tử phức tạp chứa bên trong, nó không thể làm điều tương tự với Mimas.
Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là Cassini (hoạt động 13 năm từ 2004 tới 2017 trong hệ thống Sao Thổ) không đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ khám phá đại dương của Mimas.
Mimas 'lắc lư'
Lainey và các đồng nghiệp đã phát hiện ra những dấu hiệu ban đầu của việc Mimas có một đại dương lỏng ẩn giấu khi họ sử dụng dữ liệu của Cassini để điều tra một kẽ hở trong những vành đai nổi tiếng của Sao Thổ gọi là "khe Cassini."
Vào năm 2010, khi tìm hiểu xem sự thay đổi trong quỹ đạo của Mimas có thể gây ra khe Cassini không, nhóm nghiên cứu đã nhận thấy một thay đổi lạ trong cả sự quay và quỹ đạo của vệ tinh này. Họ đã xác định, vào năm 2014, rằng những dao động lớn này hoặc là kết quả của việc vệ tinh này có một lõi đá rắn với hình dạng khá méo mó, hoặc là một đại dương dưới bề mặt cho phép vỏ ngoài của nó dao động độc lập với lõi.
Bước đột phá đến khi cuối cùng nhóm nghiên cứu mô hình hóa chuyển động của Mimas, và xác định một lõi đá chỉ có thể chịu trách nhiệm cho các quan sát đã có nếu nó được dài và phẳng như một cái bánh kếp. Rõ ràng, điều này không phù hợp với những gì được thấy trong thực tế. Mặt khác, cách mà quỹ đạo của Mimas đã biến đổi kể từ năm 2014 cũng cũng ủng hộ giả thuyết về đại dương dưới bề mặt.
Một vệ tinh đầy nước
Nhóm nghiên cứu không chỉ xác định được rằng đại dương chỉ mới xuất hiện trong vài triệu năm, họ cũng có thể tính toán xem có bao nhiêu nước có khả năng có mặt trong các đại dương của vệ tinh này.
"Ít nhất 50% thể tích của Mimas được lấp đầy bởi nước lỏng," Lainey nói. "Đây là một lượng lớn nước lỏng đối với kích thước của nó."
Nước này dường như đang ma sát với lõi đá của Mimas và được làm nóng lên bởi quá trình này. Tương tác này cũng tạo ra những gì mà Lainey mô tả là "đặc điểm hóa học thú vị" có thể đang phát triển trên vệ tinh của Sao Thổ ngay bây giờ.
Tương tác giữa nước và đá được cho là đã đóng một vai trò quan trọng trong nguồn gốc và sự tồn tại liên tục của sự sống trên Trái Đất, có nghĩa là đặc tính hóa học như vậy trên Mimas thực sự là một triển vọng thú vị cho các cuộc điều tra về sự sống và khả năng sống được trong Hệ Mặt Trời.
"Mimas là một thiên thể nhỏ và lạnh, không có hoạt động địa chất, và bạn sẽ không bao giờ mong đợi bất kỳ hoạt động địa vật lý nào bên trong như sưởi ấm, hoặc tiếp xúc giữa nước và với silicat trong lõi đá của nó," Lainey nói. "Việc phát hiện thấy điều này đang xảy ra thực sự đáng kinh ngạc."
Nói về tương lai, Lainey cho rằng cần cho một tàu không gian dáp xuống bề mặt của Mimas, hoặc thậm chí là Enceladus nếu có thể.
Tuy nhiên, dự án tiếp theo liên quan tới Enceladus của NASA là Orbilander vẫn còn khá xa, khi mà nó được dự kiến tới 2038 mới phóng và phải tới năm 2050 mới tới đích.
Trong thời gian chờ đợi, Lainey dự định nghiên cứu Mimas từ Trái Đất để tìm hiểu thêm về cách mà nhiệt độ của nó biến đổi, sự hiện diện của đại dương này đã ảnh hưởng như thế nào đến quỹ đạo của nó, và điều này đã có tác động như thế nào đối với các vành đai của Sao Thổ và các mặt trăng khác của hành tinh khí khổng lồ. Điều này có thể giúp tính toán chính xác hơn tuổi của các đại dương của Mimas.
"Tôi muốn nhấn mạnh rằng Mimas chắc chắn không hề có vẻ giống với loại thiên thể có khả năng sống được," Lainey bổ sung. "Vì vậy, có lẽ nếu nó có thể sống được, ai biết được còn loại thiên thể nào khác cũng sống được?"
Nghiên cứu này đã được công bố tuần trước trên Nature.
Bryan
Theo Space.com
