Giải mã hiện tượng phát sáng xanh trên mặt trăng sao Mộc

Nghiên cứu mới cho thấy tác động của bức xạ là nguyên nhân khiến Mặt trăng băng giá Europa của sao Mộc tự phát sáng xanh trong bóng tối.

Europa là vệ tinh tự nhiên thứ sáu của sao Mộc, tính theo quỹ đạo từ trong ra ngoài. Nó nhỏ hơn một chút so với Mặt trăng của Trái đất và được cho là có thể chứa một đại dương ngầm khổng lồ "bao phủ toàn cầu" bên dưới bề mặt đóng băng.

Trong quỹ đạo quay quanh sao Mộc, Europa nhận một lượng bức xạ lớn do bị "bắn phá" liên tục cả ngày lẫn đêm bởi các hạt năng lượng cao như electron. Khi những hạt này đập vào bề mặt, bức xạ tác động lên đại dương băng giá của Mặt trăng khiến nó phát sáng xanh trong bóng tối.

Giải mã hiện tượng phát sáng xanh trên mặt trăng sao Mộc
Mô phỏng Mặt trăng Europa phát sáng xanh khi không có ánh phản chiếu từ Mặt trời. (Ảnh: NASA).

Loading...

Trong một nghiên cứu mới xuất bản hôm 9/11, các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA đã lần đầu tiên mô tả chi tiết về sự phát sáng trên Europa và điều đó có thể tiết lộ gì về thành phần của băng trên bề mặt thiên thể.

Các hợp chất muối khác nhau phản ứng khác nhau với bức xạ và phát ra tia sáng độc đáo của riêng chúng. Bằng mắt thường, ánh sáng này đôi khi trông hơi xanh lục, đôi khi lại có màu xanh lam hoặc trắng. Mức độ sáng cũng khác nhau tùy thuộc vào chất liệu của nó.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một quang phổ kế để tách ánh sáng thành các bước sóng và kết nối những quang phổ riêng biệt với thành phần khác nhau của băng. Phương pháp tiếp cận này cho phép các nhà thiên văn học biết được Europa trông như thế nào khi không nhận được ánh sáng phản chiếu từ Mặt trời.

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng bề mặt của Europa được tạo thành từ hỗn hợp của băng và các hợp chất muối thường được biết đến trên Trái đất, chẳng hạn như magie sunfat (muối Epsom) và natri clorua (muối ăn). Nghiên cứu mới cho thấy việc kết hợp những loại muối này vào nước đá trong điều kiện bức xạ lớn như trên bề mặt Europa sẽ tạo ra ánh sáng.

Tác giả chính của nghiên cứu Murthy Gudipati giải thích sự phát sáng này là do các hạt electron có thể đi xuyên qua bề mặt băng, cung cấp năng lượng bức xạ có các phân tử ở phía dưới. Khi các phân tử đó giãn ra, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng có thể nhìn thấy.

Gudipati cùng các cộng sự đã chế tạo một công cụ độc đáo được gọi là phòng băng ICE-HEART để mô phỏng môi trường bức xạ trên bề mặt Europa. Họ đưa ICE-HEART đến một cơ sở electron năng lượng cao ở Gaithersburg, Mỹ và bắt đầu thí nghiệm xem vật chất hữu cơ bên dưới bề mặt băng của Europa sẽ phản ứng như thế nào với các vụ nổ bức xạ.

"Mỗi khi thử với một thành phần băng mới, ánh sáng phát ra khác hẳn. Phân tích bằng quang phổ kế cho thấy mỗi loại băng có một quang phổ khác nhau, trong đó băng từ hợp chất muối natri clorua cho mức độ phát sáng thấp hơn đáng kể", đồng tác giả của nghiên cứu Bryana Henderson cho hay.

Mặt trăng của Trái đất có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm là vì một mặt của thiên thể phản chiếu ánh sáng từ Mặt trời, nhưng sự phát sáng của Europa là do một cơ chế hoàn toàn khác. Ngay cả mặt bị che khuất của nó cũng có thể phát sáng liên tục.

Mặc dù không phải là sứ mệnh tìm kiếm sự sống, công trình nghiên cứu của Gudipati cùng các cộng sự đã bổ sung nhiều thông tin chi tiết về thành phần bề mặt của Europa. Điều này giúp ích rất nhiều trong nỗ lực tìm hiểu khả năng hỗ trợ sự sống của thiên thể, cũng như giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách sự sống hình thành và phát triển trên Trái đất.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Vì sao lỗ đen lại là thứ đáng sợ nhất trong vũ trụ này?

Vì sao lỗ đen lại là thứ đáng sợ nhất trong vũ trụ này?

Halloween vốn luôn mang đến một nỗi ám ảnh đầy thú vị cho nhiều người với hình tượng ma quỷ, yêu tinh và ma cà rồng nhưng trong vũ trụ này, thứ đáng sợ nhất phải kể đến chính là … lỗ đen.

Đăng ngày: 11/11/2020
Phi hành gia chuẩn bị bay lên ISS bằng tàu SpaceX lần hai

Phi hành gia chuẩn bị bay lên ISS bằng tàu SpaceX lần hai

4 phi hành gia đã tới Trung tâm Vũ trụ Kennedy, sẵn sàng cho chuyến bay tiếp theo bằng tàu Dragon vào tuần tới.

Đăng ngày: 11/11/2020
Lần đầu phát hiện sao lùn nâu nhờ kính viễn vọng vô tuyến

Lần đầu phát hiện sao lùn nâu nhờ kính viễn vọng vô tuyến

Các nhà thiên văn đảo ngược quá trình thông thường để tìm ra một sao lùn nâu, hay siêu hành tinh, với kính viễn vọng LOFAR tại Hawaii.

Đăng ngày: 10/11/2020
Lỗ đen không phát ra ánh sáng, vậy làm sao biết được vị trí của chúng?

Lỗ đen không phát ra ánh sáng, vậy làm sao biết được vị trí của chúng?

Không gian vũ trụ không thiếu những thế lực có thể tàn phá hành tinh nhỏ bé của chúng ta, từ những thiên thạch có khả năng phá hủy toàn bộ hệ sinh thái trên Trái Đất đến những vụ nổ siêu tân tinh có thể xé nát cả hành tinh.

Đăng ngày: 10/11/2020
Phương pháp mới cho phép chúng ta

Phương pháp mới cho phép chúng ta "nhìn" vật chất tối

Các nhà thiên văn học đã tìm ra cách mới để nghiên cứu quầng vật chất tối "vô hình" trong vũ trụ với độ chính xác cao.

Đăng ngày: 10/11/2020
Dịch vụ Internet vệ tinh của Elon Musk gây bất ngờ

Dịch vụ Internet vệ tinh của Elon Musk gây bất ngờ

Những kết quả kiểm tra thử nghiệm cho thấy tốc độ tải xuống của dịch vụ Starlink đạt mức 174 Mbps tại vùng nông thôn.

Đăng ngày: 10/11/2020
Sốc: Vật liệu sự sống xuất hiện ở 9 nơi trên thế giới ngoài hành tinh

Sốc: Vật liệu sự sống xuất hiện ở 9 nơi trên thế giới ngoài hành tinh

Trong quá trình thám thính mặt trăng Titan của Sao Thổ, tàu vũ trụ Cassini của NASA đã tìm thấy nước và dạng hỗn hợp có thể chính là những khối xây dựng sự sống giống Trái Đất sơ khai.

Đăng ngày: 09/11/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News