Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra mối liên hệ giữa sự thay đổi của các đám mây trên sao Hải Vương và chu kỳ 11 năm của Mặt trời.
Khám phá này dựa trên ba thập kỷ quan sát sao Hải Vương bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA và Đài thiên văn W. M. Keck ở Hawaii, cũng như dữ liệu từ Đài thiên văn Lick ở California.
Mối liên hệ giữa sao Hải Vương và hoạt động của Mặt trời gây ngạc nhiên cho các nhà khoa học hành tinh bởi vì sao Hải Vương là hành tinh lớn xa nhất trong hệ Mặt trời, nhận được lượng ánh sáng Mặt trời chỉ vào khoảng 0,1% so với cường độ trên Trái đất. Tuy nhiên, sự thay đổi của các đám mây bao phủ sao Hải Vương dường như bị điều khiển bởi hoạt động của Mặt trời chứ không phải bốn mùa, mỗi mùa kéo dài khoảng 40 năm, trên hành tinh này.
Hiện tại, độ che phủ của mây trên sao Hải Vương là rất thấp, ngoại trừ một số đám mây lơ lửng trên cực nam của hành tinh. Một nhóm các nhà thiên văn học phát hiện vùng mây nhiều thường thấy ở cận xích đạo của sao Hải Vương đã bắt đầu giảm đi vào năm 2019.
Imke de Pater, giáo sư thiên văn học danh dự tại Đại học California–Berkeley (UC Berkeley) và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Tôi đã rất bất ngờ bởi tốc độ mà mây biến mất trên sao Hải Vương. Về cơ bản, chúng tôi đã thấy sự hoạt động của mây giảm đi chỉ trong vài tháng”.
Erandi Chavez, một sinh viên sau đại học tại Trung tâm Vật lý thiên văn (CfA) Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts, người dẫn đầu nghiên cứu khi cô còn là sinh viên ngành thiên văn học tại UC Berkeley cho biết: "Ngay cả bây giờ, sau bốn năm, những hình ảnh mới nhất mà chúng tôi chụp vào tháng Sáu vừa qua vẫn cho thấy mây chưa trở lại mức cũ. Điều này cực kỳ thú vị và bất ngờ, đặc biệt là khi thời kỳ hoạt động mây thấp trước đó của sao Hải Vương không đột ngột và kéo dài như hiện tại”.
Để theo dõi sự thay đổi của sao Hải Vương, Chavez và nhóm của cô đã phân tích các hình ảnh của Đài thiên văn Keck được chụp từ năm 2002 đến 2022, các quan sát được lưu trữ của Kính viễn vọng Không gian Hubble bắt đầu từ năm 1994 và dữ liệu từ Đài thiên văn Lick ở California từ năm 2018 đến 2019.
Trong những năm gần đây, các quan sát của Đài thiên văn Keck đã được bổ sung bằng các hình ảnh được chụp như một phần của chương trình Twilight Zone và bởi chương trình Outer Planet Atmospheres Legacy của Hubble.
Các hình ảnh cho thấy một mô hình thú vị giữa những thay đổi theo mùa trong lớp mây bao phủ sao Hải Vương và chu kỳ Mặt trời – khoảng thời gian mà từ trường của Mặt trời đảo chiều sau mỗi 11 năm thể hiện qua việc tăng số lượng vết đen và vết lóa Mặt trời.
Khi có bão trên Mặt trời, bức xạ tia cực tím (UV) mạnh hơn tràn ngập hệ Mặt trời. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng 2 năm sau đỉnh của chu kỳ Mặt trời, số lượng mây xuất hiện trên sao Hải Vương ngày càng tăng. Họ còn phát hiện ra rằng, do sự phản xạ ánh sáng Mặt trời, số lượng đám mây tỷ lệ thuận với độ sáng của hành tinh khí khổng lồ.
De Pater cho biết: “Những dữ liệu đáng kinh ngạc này cung cấp cho chúng tôi bằng chứng mạnh mẽ nhất cho đến nay về việc lớp mây bao phủ của sao Hải Vương có mối tương quan với chu kỳ của Mặt trời. Các kết quả của chúng tôi ủng hộ giả thuyết rằng tia UV của Mặt trời, khi đủ mạnh, có thể kích hoạt phản ứng quang hóa tạo ra các đám mây của sao Hải Vương”.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra mối liên hệ giữa chu kỳ Mặt trời và mô hình thời tiết mây của sao Hải Vương bằng cách xem xét 2,5 chu kỳ hoạt động của mây được ghi lại trong 29 năm quan sát sao Hải Vương. Trong khoảng thời gian này, khả năng phản xạ của sao Hải Vương tăng lên vào năm 2002, sau đó giảm đi đi vào năm 2007. Hành tinh này trở nên sáng trở lại vào năm 2015, sau đó nó tối dần vào năm 2020 đến mức thấp nhất từng được quan sát, khi hầu hết các đám mây biến mất.
Carlos Alvarez, nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Keck và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Thật thú vị khi có thể sử dụng kính viễn vọng trên Trái đất để nghiên cứu khí hậu của một thế giới cách xa chúng ta hơn 2,5 tỷ dặm. Những tiến bộ trong công nghệ và quan sát đã cho phép chúng ta hạn chế các mô hình khí quyển của sao Hải Vương, đây chính là chìa khóa để hiểu mối tương quan giữa khí hậu của hành tinh băng giá khổng lồ và chu kỳ Mặt trời”.
Tuy nhiên, chúng ta cần thêm nhiều nghiên cứu nữa về sao Hải Vương. Điều này do nhiều nguyên nhân. Chẳng hạn, tia cực tím không chỉ tạo ra nhiều mây và sương mù hơn, mà nó còn có thể làm các đám mây tối đi và khiến cho độ sáng tổng thể của hành tinh giảm; các cơn bão nổi lên từ bầu khí quyển sâu của hành tinh này có thể ảnh hưởng đến độ che phủ của mây. Ngoài ra, việc tiếp tục quan sát sao Hải Vương cũng là điều cần thiết để xem tình trạng gần như không có mây hiện tại sẽ kéo dài bao lâu.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Icarus.
Theo hubblesite
Văn Thiện biên dịch
