Một phân tích mới về dữ liệu thu thập từ năm 2004 đến 2017 bởi sứ mệnh Cassini của NASA, một tàu thăm dò không gian quay quanh hành tinh khí khổng lồ, đã tiết lộ những hiểu biết mới về tuổi thọ của các vành đai và thời điểm chúng có thể biến mất khỏi tầm mắt của chúng ta. Các kết quả đã được trình bày trong 3 nghiên cứu được công bố vào tháng Năm, theo CNN.
Hệ Mặt trời của chúng ta cùng với các hành tinh trong nó được hình thành khoảng 4,6 tỷ năm trước, và các nhà khoa học từ lâu đã tranh luận về độ tuổi và nguồn gốc của các vành đai sao Thổ. Một số nhà thiên văn học đã lập luận rằng các vành đai sáng, băng giá phải trẻ hơn dự đoán vì chúng chưa bị xói mòn và tối đi do tương tác với các thiên thạch trong hàng tỷ năm.
Dữ liệu của Cassini đã dẫn đến một phát hiện mới, được công bố vào ngày 15/5 trên tạp chí Icarus, ủng hộ lý thuyết rằng rất lâu sau khi sao Thổ được hình thành thì các vành đai mới xuất hiện. Các nghiên cứu bổ sung được công bố vào ngày 12/5 trên tạp chí Science Advances và ngày 15/5 trên tạp chí Icarus cũng đưa ra kết luận tương tự.
Richard Durisen, giáo sư danh dự về thiên văn học tại Đại học Indiana Bloomington và là tác giả chính của cả 2 nghiên cứu trên Icarus, cho biết: “Kết luận chắc chắn của chúng tôi là các vành đai của sao Thổ phải tương đối trẻ theo tiêu chuẩn thiên văn học, chỉ vài trăm triệu năm tuổi”.
Durisen nói thêm: “Nếu bạn nhìn vào hệ thống vệ tinh của sao Thổ, sẽ có những dấu hiệu khác cho thấy tại đó đã xảy ra một sự kiện kịch tính trong vài trăm triệu năm qua. Nếu tuổi thọ của các vành đai của sao Thổ không lâu đời bằng hành tinh này, thì điều đó có nghĩa là có một sự kiện nào đó đã phát sinh giúp hình thành nên cấu trúc đáng kinh ngạc của chúng, và điều này rất thú vị để nghiên cứu”.
Theo các nhà nghiên cứu, có khả năng 7 vành đai của sao Thổ hình thành khi khủng long còn đang lang thang trên Trái đất.
Những phát hiện thu được từ Cassini
Các vành đai của sao Thổ chủ yếu bao gồm băng, chỉ có một tỷ lệ nhỏ là bụi đá được tạo ra trong không gian do các mảnh vỡ của tiểu hành tinh và các vi thiên thạch. Các mảnh, tương tự như hạt cát, va chạm với các hạt trong các vành đai của sao Thổ và tạo ra các mảnh vụn trôi nổi khi vật chất của vành đai quay quanh hành tinh.
Trong Chặng kết lớn (Grand Finale) của tàu vũ trụ Cassini, khi nó hoàn thành 22 quỹ đạo đi qua giữa sao Thổ và các vành đai, các nhà nghiên cứu đã có thể thu được dữ liệu về số lượng thiên thạch gây ô nhiễm các vành đai, khối lượng của chính các vành đai và tốc độ vật chất từ các vành đai rơi xuống hành tinh. Tất cả các dữ liệu dường như đều dẫn đến kết luận rằng các vành đai sao Thổ có độ tuổi trẻ hơn.
Các nhà nghiên cứu đã có thể đo được lượng bụi vũ trụ, thường xuyên di chuyển qua hệ Mặt trời của chúng ta, tích tụ trên các vành đai băng giá. Trong hơn 13 năm, Máy phân tích bụi vũ trụ của Cassini đã thu được 163 hạt bụi có nguồn gốc từ bên ngoài hệ thống sao Thổ khi chúng quay quanh hành tinh khí khổng lồ này. Sự “sạch sẽ” một cách đáng kinh ngạc của các vành đai này cho thấy rằng chúng tồn tại chưa đủ lâu để bụi vũ trụ tích tụ nhiều.
Thêm vào đó, khi các thiên thạch xâm nhập vào các vành đai, chúng đẩy vật chất tại các vành đai trong cùng về phía sao Thổ với tốc độ nhanh chóng. Cassini đã quan sát thấy rằng các vành đai đang mất đi hàng tấn khối lượng mỗi giây, điều đó có nghĩa là thời gian tồn tại của các vành đai không còn nhiều. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng các vành đai sẽ chỉ tồn tại nhiều nhất là khoảng vài trăm triệu năm nữa.
Những bí ẩn vẫn còn tồn tại
Paul Estrada, nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA ở Mountain View, California, đồng thời là đồng tác giả của cả 3 nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đã chỉ ra rằng các vành đai lớn như của sao Thổ không tồn tại lâu”.
Estrada nói thêm: “Người ta có thể suy đoán rằng các vành đai tương đối nhỏ xung quanh những hành tinh băng và khí khổng lồ khác trong hệ Mặt trời của chúng ta là tàn tích còn sót lại của các vành đai khổng lồ như của sao Thổ. Có thể một lúc nào đó trong tương lai không xa, nói theo thiên văn học, sau khi các vành đai của sao Thổ bị xói mòn, chúng sẽ trông giống các vành đai thưa thớt của sao Thiên Vương hơn”.
Các nhà nghiên cứu cho biết, có thể các vành đai tối xung quanh sao Hải Vương và sao Thiên Vương đã từng lớn hơn và sáng hơn, tương tự như các vành đai của sao Thổ hiện nay.
Nhưng điều gì đã tạo ra các vành đai của sao Thổ lúc ban đầu? Các nhà khoa học vẫn chưa biết chắc chắn, có thể sự mất cân bằng lực hấp dẫn đã phá hủy một số mặt trăng băng giá quay quanh hành tinh khổng lồ, tạo thành các vành đai vật chất bao quanh sao Thổ.
Theo CNN
Văn Thiện biên dịch
