Mộc Tinh có hàng chục mặt trăng. Trong đó có 4 cái được các khoa học gia về hành tinh quan tâm đặc biệt là Io, Europa, Ganymede và Callisto. (Nguồn: pixabay.com)
Vào ngày 13 tháng 4 năm 2023, Cơ Quan Không Gian Châu Âu (ESA) đã phóng một hỏa tiễn mang theo tàu vũ trụ tới Sao Mộc. Tàu Thám Hiểm Các Mặt Trăng Của Sao Mộc (The Jupiter Icy Moons Explorer – hay JUICE) dự kiến sẽ đến nơi vào năm 2031, và sẽ dành ít nhất ba năm thám hiểm các mặt trăng của Sao Mộc. NASA cũng đang lên kế hoạch phóng một tàu vũ trụ rô-bốt có tên là Europa Clipper tới các mặt trăng của Sao Mộc vào tháng 10 năm 2024. Có thể thấy sự quan tâm đối với những địa điểm xa xôi nhưng hấp dẫn này trong thái dương hệ ngày càng tăng.
Là một khoa học gia về hành tinh nghiên cứu cấu trúc và sự tiến hóa của các hành tinh và mặt trăng thể rắn trong thái dương hệ, có nhiều lý do khiến Mike Sori, Giảng sư về Khoa Học Hành Tinh, Trường Purdue, và các đồng nghiệp đang rất mong ngóng những dữ liệu mà JUICE và Europa Clipper gửi về Trái Đất vào những năm 2030. Nhưng có lẽ thông tin được mong chờ nhiều nhất sẽ là các thông tin liên quan đến nước. Ba trong số các mặt trăng của Mộc Tinh – Europa, Ganymede và Callisto – được cho là có chứa các đại dương ngầm, có thể hỗ trợ sự sống.
Io, Europa, Ganymede và Callisto
Sao Mộc có hàng chục mặt trăng. Trong đó có 4 cái được các khoa học gia về hành tinh quan tâm đặc biệt là Io, Europa, Ganymede và Callisto.
Cũng giống như Mặt Trăng của Trái Đất, đây là những thế giới phức tạp hình cầu, với kích thước tương đối lớn. Trước đây, NASA từng có 2 sứ mệnh gửi tàu vũ trụ lên hệ thống quỹ đạo Sao Mộc để thu thập dữ liệu về các mặt trăng này. Tàu Galileo thực hiện sứ mệnh của mình trên Sao Mộc từ năm 1995 đến 2003, và mang đến những khám phá địa chất trên cả bốn mặt trăng lớn. Sứ mệnh Juno vẫn còn đang được thực hiện trên Sao Mộc, và đã cung cấp cho các khoa học gia cái nhìn chưa từng có về thành phần, cấu trúc và môi trường không gian của Mộc Tinh.
Các sứ mệnh này cùng với các hoạt động quan sát khác phát hiện rằng Io, mặt trăng gần nhất trong số bốn mặt trăng của Sao Mộc, có rất nhiều hoạt động địa chất, bao gồm các hồ dung nham, các vụ phun trào núi lửa và các ngọn núi hình thành theo kiến tạo. Nhưng lượng nước trên Io lại không nhiều.
Ngược lại, cảnh tượng trên Europa, Ganymede và Callisto lại khá khắc nghiệt và băng giá. Bề mặt của Europa giống như một xứ sở thần tiên băng giá với một lịch sử trẻ trung nhưng phức tạp. Ganymede là mặt trăng lớn nhất trong toàn bộ thái dương hệ, lớn hơn cả Sao Thủy, và tạo ra từ trường riêng từ bên trong phần lõi kim loại lỏng. Callisto có vẻ hơi ‘trơ’ so với các mặt trăng khác, nhưng được các khoa học gia kỳ vọng sẽ cung cấp nhiều thông tin về quá khứ xa xưa, vốn không còn tiếp cận được trên các bề mặt của Europa và Io “trẻ trung” hơn.
Điều thú vị nhất là: trên cả Europa, Ganymede và Callisto gần như chắc chắn có các đại dương ngầm.
Các đại dương ngầm
Europa, Ganymede và Callisto có bề mặt lạnh đến âm hàng trăm độ. Ở các mức nhiệt độ này, băng cũng trở nên cứng rắn như đá.
Nhưng cũng giống như Trái Đất, càng đi sâu vào bên trong những mặt trăng này, nhiệt độ càng nóng lên. Sâu đến mức độ nào đó, nhiệt độ sẽ đủ nóng để làm băng tan thành nước. Độ sâu chính xác ở mỗi mặt trăng là chủ đề đang được tranh luận, và các khoa học gia hy vọng vấn đề sẽ được giải quyết nhờ JUICE và Europa Clipper. Và dù vẫn chưa xác định được độ sâu chính xác trên các mặt trăng, các khoa học gia tin chắc rằng những đại dương này có tồn tại.
Bằng chứng rõ ràng nhất về những đại dương ngầm này đến từ từ trường của Sao Mộc. Nước mặn có tính dẫn điện. Vì vậy, khi các mặt trăng này di chuyển qua từ trường của Sao Mộc, chúng tạo ra một từ trường thứ cấp, nhỏ hơn, báo hiệu cho các nhà nghiên cứu về sự hiện diện của một đại dương ngầm. Sử dụng kỹ thuật này, các khoa học gia về hành tinh có thể chỉ ra rằng ba mặt trăng có chứa các đại dương ngầm. Và những đại dương này không hề nhỏ – chỉ riêng đại dương của Europa có thể có lượng nước nhiều hơn gấp đôi so với tất cả các đại dương trên Trái Đất cộng lại.
Vấn đề tiếp theo là: liệu những đại dương này có thể hỗ trợ cho sự sống ngoài trái đất hay không. Nước lỏng là một phần quan trọng để tạo ra một thế giới có thể ở được, nhưng cũng không phải là điều kiện duy nhất cho sự sống phát triển và tồn tại. Để phát triển, sự sống cũng cần năng lượng và một số hợp chất hóa học khác, ngoài nước. Bởi vì những đại dương này nằm bên dưới lớp băng cứng dày hàng dặm, nên tại đây không có ánh sáng mặt trời và quá trình quang hợp. Tuy nhiên, có khả năng có những nguồn khác có thể cung cấp các thành phần cần thiết.
Thí dụ, trên Europa, bên dưới đại dương ngầm là đá. Phần đáy biển đầy đá này có thể cung cấp năng lượng và hóa chất thông qua các núi lửa dưới biển. Điều này có khả năng làm cho đại dương của Europa trở thành nơi có thể sinh sống được. Nhưng cũng có khả năng đại dương của Europa là một nơi khô cằn, không tồn tại sự sống – và các khoa học gia cần thêm dữ liệu để trả lời những câu hỏi này.
Các sứ mệnh sắp tới của ESA và NASA
JUICE và Europa Clipper được đặt ra để cung cấp cho các khoa học gia thông tin quan trọng về tiềm năng sinh sống trên các mặt trăng của Sao Mộc. Cả hai sứ mệnh sẽ thu thập dữ liệu trên nhiều mặt trăng, JUICE sẽ dành thời gian tập trung vào Ganymede, còn Europa Clipper sẽ thực hiện hàng chục chuyến bay gần Europa.
Cả hai tàu vũ trụ sẽ mang theo một bộ dụng cụ khoa học được chế tạo đặc biệt để điều tra các đại dương. Radar trên tàu sẽ giúp JUICE và Europa Clipper thăm dò các lớp băng cứng bên ngoài của các mặt trăng. Radar có khả năng phát hiện bất kỳ ‘túi nước lỏng’ nào trong băng, hoặc, với trường hợp Europa, có lớp băng bên ngoài mỏng hơn so với Ganymede và Callisto, người ta hy vọng sẽ phát hiện được đại dương lớn hơn.
Cả 2 sứ mệnh cũng sẽ sử dụng từ kế, giúp các khoa học gia có cơ hội nghiên cứu từ trường thứ cấp được tạo ra bởi sự tương tác của các đại dương ngầm với trường của Mộc Tinh một cách chi tiết, đồng thời cung cấp manh mối về độ mặn và thể tích của các đại dương này.
Các khoa học gia cũng sẽ quan sát các biến hóa trong lực hấp dẫn của các mặt trăng, giúp xác định xem đáy biển của Europa có núi lửa để cung cấp các năng lượng và hóa chất cần thiết hỗ trợ cho sự sống hay không.
Cuối cùng, cả hai con tàu sẽ mang theo một loạt camera và cảm biến ánh sáng, cung cấp những hình ảnh chưa từng có về địa chất và thành phần của bề mặt các mặt trăng này.
Có thể một ngày nào đó, chúng ta sẽ chế tạo ra được một con tàu vũ trụ có khả năng khoan xuyên qua hàng dặm băng cứng trên Europa, Ganymede hoặc Callisto, để trực tiếp khám phá các đại dương ngầm. Cho đến lúc đó, các quan sát từ JUICE và Europa Clipper là lựa chọn tốt nhất để các khoa học gia tìm hiểu về các thế giới đại dương ngầm này.
Khi Galileo phát hiện ra những mặt trăng này vào năm 1609, chúng là những vật thể đầu tiên được tìm thấy trong thái dương hệ quay quanh một vật thể không phải là Mặt Trời hoặc Trái Đất. Khám phá này là chiếc đinh cuối cùng đóng vào quan tài của lý thuyết cho rằng Trái Đất – và loài người – nằm ở trung tâm của vũ trụ. Có lẽ những mặt trăng này đang ‘ấp ủ’ những kiến thức mới mẽ chờ chúng ta khám phá.
Việt Báo biên dịch theo bài viết “Jupiter’s moons hide giant subsurface oceans – two missions are sending spacecraft to see if these moons could support life” của Mike Sori, Giảng sư về Khoa Học Hành Tinh, Trường Purdue, được đăng trên trang TheConversation.
Gửi ý kiến của bạn
