Hiểu về bầu khí quyển sao Mộc

Những ảnh sao Mộc mới đã được xử lý do Kính viễn vọng Không gian Hubble và Đài quan sát Gemini North ở Hawaii, Mỹ, chụp. Những bức ảnh tuyệt đẹp này tiết lộ chi tiết về bầu khí quyển sao Mộc ở các bước sóng khác nhau, giúp các nhà khoa học tìm ra nguyên nhân thúc đẩy sự hình thành các cơn bão lớn của hành tinh khí khổng lồ này.

Các nhà khoa học đã xử lý các hình ảnh - được chụp ở các bước sóng hồng ngoại, khả kiến ​​và tia cực tím - qua đó so sánh song song các góc nhìn khác nhau về các đám mây phía trên sao Mộc.

Sự thay đổi diện mạo của hành tinh theo các bước sóng khác nhau giúp các nhà thiên văn học hiểu về hoạt động của bầu khí quyển sao Mộc.

Đáng chú ý, Vết đỏ Lớn (Great Red Spot), siêu bão khổng lồ ở phía nam đường xích đạo của sao Mộc, rất rõ ràng ở bước sóng ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím nhưng gần như hòa vào nền tia hồng ngoại.

So sánh giữa ba loại bước sóng cũng cho thấy vùng tối đại diện cho siêu bão Vết Đỏ Lớn trong hình ảnh hồng ngoại lớn hơn hình bầu dục màu đỏ tương ứng trong ảnh chụp ở bước sóng ánh sáng nhìn thấy.

Sự khác biệt là do mỗi kỹ thuật chụp ảnh ghi lại các đặc tính khác nhau của bầu khí quyển sao Mộc, theo Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Thiên văn Hồng ngoại - Quang học quốc gia Mỹ (NOIRLab), nơi công bố những bức ảnh này hôm 11.5.

Trong khi các quan sát hồng ngoại cho thấy những khu vực ở sao Mộc bị những đám mây dày bao phủ, những hình ảnh chụp ở bước sóng ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím lại làm nổi bật các vị trí gọi là nhóm mang màu (chromophore) - các phân tử hấp thụ ánh sáng xanh lam và tia cực tím, do đó những điểm này có màu đỏ đặc trưng.

Mặt khác, các dải mây quay ngược chiều của sao Mộc có thể nhìn thấy rõ ràng trong cả 3 phương pháp quan sát.

Những bức ảnh sao Mộc mới công bố đều được chụp hôm 11.1.2017. Ảnh khả kiến và tia cực tím do máy ảnh trường rộng 3 tiên tiến nhất của kính thiên văn Hubble chụp trong khi ảnh hồng ngoại về sao Mộc thiết bị tạo ảnh cận hồng ngoại (NIRI) tại Gemini North ở Hawaii.

Quá trình hình thành những cơn bão

Ngoài siêu bão Vết Đỏ Lớn, hình ảnh sao Mộc qua kính thiên văn Hubble cũng cho thấy Vết Đỏ Nhỏ (Red Spot Jr) có kích cỡ nhỏ hơn, hình thành năm 2000 khi ba cơn bão có kích thước tương tự sáp nhập về phía tây nam của siêu bão lớn hơn. Cũng giống như Vết Đỏ Lớn, Vết Đỏ Nhỏ hầu như không thể nhìn thấy được trong bước sóng hồng ngoại.

Khác với các đốm đỏ, một xoáy thuận (khối không khí lớn xoay quanh một vùng áp suất thấp mạnh) ngược có thể quan sát được trong ảnh hồng ngoại sao Mộc. Xoáy thuận này lan rộng từ đông sang tây gồm chuỗi gần 72.000km cuộn xoáy ở bán cầu bắc của sao Mộc.

Ở bước sóng khả kiến, xoáy thuận sao Mộc có màu nâu sẫm. Tuy nhiên, ở bước sóng cực tím, đặc điểm này hầu như không thể nhìn thấy bên dưới lớp mây mù tầng bình lưu của hành tinh này.

Nhà khoa học Mike Wong, Đại học California, đã so sánh sâu hơn những hình ảnh sao Mộc với tín hiệu vô tuyến mà tàu vũ trụ Juno của NASA phát hiện khi nghiên cứu hành tinh này. Những tín hiệu vô tuyến đó biểu thị tia sét trong bầu khí quyển sao Mộc.

Qua kết hợp 3 loại hình ảnh sao Mộc với dữ liệu sét, nhà khoa học Mike Wong và nhóm nghiên cứu đã thăm dò các lớp khác nhau của cấu trúc đám mây để hiểu rõ hơn về quá trình hình thành những cơn bão lớn của hành tinh này.