Tia X là một phần của cực quang sao Mộc. Hiện tượng tương tự cũng xảy ra trên Trái đất nhưng cực quang của sao Mộc mạnh hơn nhiều, giải phóng hàng trăm gigawatt năng lượng đủ để cung cấp năng lượng cho toàn bộ nền văn minh nhân loại trong một thời gian ngắn.

Nghiên cứu mới về cực quang sao Mộc được công bố trên tạp chí Science Advances do Đại học College London (University College London), Anh và Viện Khoa học Trung Quốc cùng thực hiện.

Các nhà khoa học đã kết hợp quan sát cận cảnh về môi trường sao Mộc từ vệ tinh Juno của NASA với các phép đo tia X đồng thời từ đài quan sát XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Vệ tinh Juno hiện quay quanh sao Mộc trong khi XMM-Newton đang nằm trong quỹ đạo riêng của Trái đất.

Nhóm nghiên cứu phát hiện dao động tuần hoàn của các đường sức từ ở sao Mộc kích hoạt các chớp lóe tia X. Những rung động này tạo ra các sóng plasma (khí ion hóa) đưa các hạt ion nặng “lướt” dọc theo các đường sức từ cho đến khi chúng va đập vào bầu khí quyển của hành tinh, giải phóng năng lượng dưới dạng tia X.

Cực quang tia X xảy ra ở cực bắc và cực nam của sao Mộc, thường diễn đều đặn. Trong quá trình quan sát, các nhà khoa học nhận thấy, sao Mộc tạo ra các chùm tia X sau mỗi 27 phút.

Các hạt ion tích điện va vào bầu khí quyển có nguồn gốc từ khí núi lửa tràn vào không gian từ những ngọn núi lửa khổng lồ trên mặt trăng Io của sao Mộc.

Khí này ion hóa do các vụ va chạm trong môi trường xung quanh sao Mộc, tạo thành một lớp plasma bao quanh hành tinh.

Đồng tác giả chính, Tiến sĩ Zhonghua Yao (Học viện Khoa học Trung Quốc, Bắc Kinh) cho biết: “Các quá trình tương tự có thể xảy ra xung quanh sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương và có thể là cả các hành tinh ngoài Hệ Mặt trời, với các loại hạt mang điện khác nhau “lướt” trên sóng".

Đồng tác giả, Giáo sư Graziella Branduardi-Raymont (Phòng thí nghiệm Khoa học Không gian Mullard, Đại học College London) lưu ý: “Tia X thường được tạo ra từ các hiện tượng cực kỳ mạnh và bạo lực như hố đen và sao neutron, vì vậy có vẻ kỳ lạ khi các hành tinh đơn thuần cũng tạo ra chúng".

Ông lưu ý, trong khi việc đến nghiên cứu cận cảnh các hố đen nằm ngoài khả năng du hành vũ trụ thì sự xuất hiện của vệ tinh Juno ở quỹ đạo của sao Mộc giúp các nhà thiên văn học có cơ hội tuyệt vời để nghiên cứu cận cảnh môi trường đã tạo ra tia X.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học phân tích những quan sát về sao Mộc và môi trường xung quanh sao Mộc liên tục trong 26 giờ bằng vệ tinh Juno và XMM-Newton.

Nhóm tìm thấy mối tương quan rõ ràng giữa các sóng trong plasma do Juno phát hiện và các vầng sáng cực quang tia X tại cực bắc của sao Mộc do XMM-Newton ghi lại. Sau đó, nhóm nghiên cứu sử dụng mô hình máy tính để xác nhận rằng sóng sẽ đẩy các hạt nặng tới bầu khí quyển của sao Mộc.

Tại sao các đường sức từ dao động theo chu kỳ vẫn chưa rõ ràng, nhưng sự rung động có thể là kết quả của các tương tác với gió mặt trời hoặc từ các dòng plasma tốc độ cao trong từ quyển của sao Mộc. Từ trường của sao Mộc cực kỳ mạnh, gấp khoảng 20.000 lần so với Trái đất. Do đó, từ quyển của hành tinh này cực kỳ lớn.