Phát hiện thấy mưa đá từ vành đai sao Thổ

Trong những ngày cuối cùng của sứ mệnh bay quanh sao Thổ, tàu thăm dò vũ trụ Cassini đã ghi nhận dòng các phân tử mà các nhà khoa học gọi là “mưa vành đai”.

Nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế vừa công bố kết quả phân tích dữ liệu do tàu Cassini gửi về Trái đất từ tháng Chín năm ngoái, ngay trước thời điểm con tàu bay vào lớp khí quyển dày đặc của sao Thổ và không trở về. Hóa ra, tàu Cassini khi đó đã gặp những mảnh vụn nước đá và silicate rơi xuống hành tinh từ vành đai sao Thổ.

Hành trình vũ trụ của tàu Cassini kéo dài 20 năm, trong đó có 13 năm quay trên quỹ đạo sao Thổ. Năm 2010, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ NASA quyết định kết thúc sứ mệnh Cassini bằng một vụ va chạm có kiểm soát, sao cho sau khi hết nhiên liệu con tàu không rơi xuống một trong những vệ tinh sao Thổ và gây ô nhiễm môi trường ở đó.

Dường như trong vành đai sao Thổ có rất nhiều hạt silicate và nước đá.

Trong những tháng cuối cùng, tàu Cassini quay xung quanh sao Thổ 22 lần trên những quỹ đạo ở giữa lớp khí quyển ngoài cùng và phần bên trong vành đai sao Thổ. Việc này làm tăng cơ hội thu thập thông tin bổ sung về sao Thổ và vành đai của nó. Các công trình nghiên cứu vừa được công bố đã tổng hợp những thông tin này.

Cassini đã đáp ứng niềm hi vọng của các nhà khoa học. Lần đầu tiên con tàu cho thấy các vành đai đã tương tác với các lớp khí quyển bên trên sao Thổ như thế nào (đồng thời mất đi các hạt nước đá, bụi nhỏ và khí). Một số hạt nước đá và bụi nhỏ mang điện và di chuyển theo đường xoắn ốc xung quanh đường sức từ trường và rơi xuống vĩ độ phía trên của sao Thổ. Một số hạt khác bị kéo xuống khá nhanh tại khu vực xích đạo hành tinh. Trong giai đoạn bay cuối cùng, con tàu đã ghi nhận hình ảnh gần 3.000 hạt nhỏ. Trên cơ sở đó, các nhà khoa học ước tính mỗi giây có khoảng 10 tấn vật chất rơi từ vành đai xuống sao Thổ.

Thành phần trận mưa cũng gây bất ngờ. Dường như trong vành đai sao Thổ có rất nhiều hạt silicate và nước đá, tuy nhiên cũng có cả các phân tử hữu cơ như methane, amoniac, carbon oxide và carbon dioxide. Tỷ lệ của chúng khác với tỷ lệ trên vệ tinh sao Thổ như Titan hay Enceladus – điều này chứng tỏ trong hệ thống sao Hỏa có ít nhất 3 “kho chứa” các hạt nói trên. Trong các vành đai có các phân tử và mảnh vụn kích cỡ khác nhau; tuy nhiên tại khu vực dưới vành đai lại có nhiều các hạt nhỏ, kích cỡ nanomet, gợi liên tưởng đến những làn khói. Điều này cho thấy ở đó có thể diễn ra quá trình nghiền và chà xát các hạt mà chúng ta chưa biết. Các nhà nghiên cứu lưu ý trên các mảnh nước đá nhỏ có bụi bám. Việc phân tích các mảnh nước đá này có thể giúp đánh giá tuổi của vành đai sao Thổ.

Các thiết bị trên tàu Cassini cũng cho thấy, có những vành đai bức xạ chưa từng được biết đến, chứa nhiều hạt mang điện và hệ thống dòng điện mạnh, nằm giữa các vành đai và các lớp khí quyển phía trên sao Thổ.