Điều gì tồn tại bên dưới bề mặt của Callisto, vệ tinh băng giá của Sao Mộc? Đây chính là câu hỏi mà một nghiên cứu gần đây, được chấp nhận đăng trên The Planetary Science Journal, hy vọng sẽ giải đáp. Nhóm các nhà nghiên cứu đã tiến hành khảo sát thành phần bên dưới bề mặt của Callisto – vệ tinh ngoài cùng trong bốn vệ tinh Galileo của Sao Mộc. Nghiên cứu này có tiềm năng giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về thành phần bên trong của Callisto, nơi được giả thuyết là có một đại dương nước lỏng bên dưới lớp băng, đồng thời phát triển các kỹ thuật mới để thăm dò môi trường dưới bề mặt các thiên thể.
Nghiên cứu đã được đăng trên máy chủ đợi in arXiv.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu lưu trữ, cụ thể là sáu ảnh nhiệt được thu thập từ ngày 17 tháng 7 đến ngày 4 tháng 11 năm 2012 bởi hệ thống kính thiên văn vô tuyến ALMA - hệ thống kính thiên văn mạnh nhất thế giới trong việc quan sát ở bước sóng milimet và hạ milimét, được sử dụng để nghiên cứu khí, bụi và sự hình thành các hành tinh.
Mục tiêu của nghiên cứu là sử dụng dữ liệu này để khảo sát vài centimet đầu tiên trên bề mặt và dưới bề mặt của Callisto, đồng thời so sánh với dữ liệu lưu trữ từ tàu không gian Galileo của NASA, từng khảo sát Callisto và các vệ tinh Galileo khác từ năm 1995 đến 2003. Với bộ dữ liệu mới này, các nhà khoa học có thể thiết lập nhiệt độ cơ sở cho các lớp regolith (lớp đất bề mặt tơi xốp) trên cùng của Callisto.
Kết quả cuối cùng, các nhà nghiên cứu không chỉ ước tính được nhiệt độ bề mặt của Callisto vào khoảng 133 Kelvin (-140,15 độ C), mà còn cải thiện mô hình thành phần của regolith ở nhiều kiểu địa hình bề mặt khác nhau. Cuối cùng, họ còn đưa ra giả thuyết về sự khác biệt nhiệt độ dưới bề mặt giữa các khu vực trên vệ tinh này. Nhìn chung, nhóm nghiên cứu đã góp phần nâng cao hiểu biết của chúng ta về thành phần và nhiệt độ của bề mặt cũng như dưới bề mặt của Callisto, thiết lập nền tảng cho các nghiên cứu tương lai.
Phần kết luận của nghiên cứu viết:
“Các quan sát khoa học trong tương lai về Callisto bằng ALMA sẽ cải thiện đáng kể độ phân giải không gian của ảnh nhiệt thu được và giảm thiểu sai số trong các phép đo nhiệt độ sáng, từ đó mở đường cho các sứ mệnh tàu không gian sắp tới.
Đặc biệt, việc tàu JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) có độ bao phủ không gian và phổ rộng hơn sẽ cho phép chúng tôi mở rộng các bản đồ nhiệt này sang chiều thứ ba, từ đó xác định mối quan hệ theo chiều sâu của các đặc tính nhiệt trên Callisto.”
Callisto được nhà thiên văn người Ý Galileo Galilei phát hiện vào năm 1610. Đây là vệ tinh Galileo thứ tư và ngoài cùng, và được biết đến rộng rãi như là một trong những thiên thể có nhiều hố va chạm nhất trong Hệ Mặt Trời. Đặc điểm nổi bật này giúp các nhà khoa học nhận biết rằng Callisto thiếu hoạt động địa chất, trái ngược với ba vệ tinh Galileo bên trong là Io, Europa và Ganymede – tất cả đều thể hiện bằng chứng rõ rệt về hoạt động bên trong, dẫn đến hiện tượng tái tạo bề mặt theo chu kỳ và xóa đi các dấu vết cũ. Ngoài ra, việc bề mặt không bị tái tạo cũng bảo tồn được các dấu tích cổ xưa của lịch sử Hệ Mặt Trời – một thời kỳ hỗn loạn hơn nhiều trong giai đoạn hình thành của nó.
Mặc dù bề mặt đầy hố va chạm và được cho là không có hoạt động địa chất, các nhà khoa học vẫn đưa ra giả thuyết rằng Callisto có thể chứa một đại dương nước lỏng bên trong, tương tự như Europa và Ganymede. Bằng chứng đến từ sự tương tác của Callisto với từ trường khổng lồ của Sao Mộc – trường từ có phạm vi ảnh hưởng kéo dài hàng triệu kilomet trong không gian và bao trùm tất cả các vệ tinh Galileo. Tóm lại, việc nghiên cứu Callisto là rất quan trọng vì nhiều lý do: ghi chép lịch sử sơ khai của Hệ Mặt Trời (đặc biệt là lịch sử va chạm), khả năng tồn tại của đại dương bên dưới bề mặt, và tiềm năng tồn tại của đại dương ngầm mà không cần đến cơ chế nung nóng do thủy triều như ở Europa.
Nghiên cứu này có đề cập đến tàu không gian JUICE – một sứ mệnh của Cơ quan Không gian châu Âu (ESA), được phóng vào tháng 4 năm 2023 và hiện đang trên hành trình đến Sao Mộc, dự kiến đến nơi vào tháng 7 năm 2031. Trong giai đoạn từ 2031 đến 2034, JUICE sẽ thực hiện các lần bay ngang qua Europa, Ganymede và Callisto, đồng thời nghiên cứu bề mặt, cấu trúc bên trong và sự tương tác của các vệ tinh này với từ trường của Sao Mộc, sử dụng một bộ gồm 10 thiết bị khoa học. Dù JUICE dự kiến sẽ bay vào quỹ đạo quanh Ganymede, tàu không gian này vẫn sẽ thu thập được dữ liệu quý giá về Callisto, mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về lịch sử của vệ tinh này và tiềm năng chứa đại dương ngầm.
Lyr
Theo Phys.org
