Phát hiện mối liên quan giữa tình trạng nhiều mây trên Sao Hải Vương với chu kỳ 11 năm của mặt trời

Sao Hải Vương, hành tinh thứ 8 tính từ mặt trời, nổi tiếng vì những vệt mây trắng dài có cấu tạo từ các tinh thể me tan đóng băng.

Những cơn gió mạnh thổi những dải mây này trôi khắp hành tinh băng khổng lồ với vận tốc hơn 12.000 dặm/giờ (khoảng 1 931.2 km/h) - vận tốc nhanh nhất từng được ghi nhận ở bất cứ đâu trong hệ mặt trời.

Nhưng một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra giờ tất cả chúng đã biến mất, với một tốc độ nhanh chóng khiến các nhà khoa học bối rối.


Các chuyên gia kể từ đó đã phát hiện ra rằng các đám mây biến mất và xuất hiện trở lại theo thời điểm chu kỳ 11 năm của mặt trời - khi từ trường của nó đảo ngược.

Họ phát hiện ra điều này sau khi nghiên cứu những hình ảnh do Kính thiên văn Hubble gửi về từ năm 1994.


Lần đầu tiên sau gần ba thập kỷ quan sát, những đám mây nhìn thấy trên Sao Hải Vương hầu như đã biến mất. Chuỗi hình ảnh của Kính viễn vọng Không gian Hubble này ghi lại quá trình tăng và giảm lượng mây che phủ trên Sao Hải Vương.

Nghiên cứu mới này được thực hiện bởi các nhà thiên văn học ở Trường Đại học California, Mỹ được công bố trên tạp chí Icarus.

"Tôi ngạc nhiên bởi những đám mây đã biến mất thật nhanh chóng trên Sao Hải Vương," Imke de Pater, giáo sư danh dự về thiên văn học của Đại học California cho hay.


Trong ảnh, hình ảnh từ Đài thiên văn Keck (hai hàng trên cùng) và Hubble (hàng dưới cùng) hiển thị diện mạo đặc trưng của Sao Hải Vương trong suốt ba thập kỷ dữ liệu.

"Về cơ bản chúng tôi nhận thấy sự sụt giảm về hoạt động của mây trong vài tháng."

Sao Hải Vương, hành tinh lớn thứ 4 trong hệ mặt trời của chúng ta, một hành tinh băng khổng lồ - một hành tinh khổng lồ có cấu tạo từ các dung dịch nước, metan và amoniac đặc, các nhà khoa học gọi là 'những viên băng.'

Phía trên, tại tầng quyển khí cao, là những đám mây xoắn ốc đặc trưng của hành tinh này, chúng phản chiếu tất cả các màu sắc của quang phổ trong ánh nắng mặt trời, khiến chúng có màu trắng.

Vào năm 1989, tàu vũ trụ Voyager 2 của NASA đã cung cấp những bức hình cận cảnh đầu tiên về những đám mây sáng màu này - gợi nhớ đến những đám mây ti trên Trái Đất - ở tầng quyển khí cao của Sao Hải Vương.

Khoác lên mình những dải màu xanh ngọc và xanh cô ban, hành tinh này trông giống như một người anh em có màu xanh dương với Sao Mộc và Sao Thổ, màu xanh dương cho thấy sự hiện diện của khí mê tan trên đó.

Để theo dõi sự phát triển các đám mây của Sao Hải Vương, các nhà nghiên cứu phân tích các hình ảnh do Kính Hubble chụp gửi về.

Họ cũng nghiên cứu các dữ liệu từ Đài Thiên Văn Lick ở California từ năm 2018 đến năm 2019 và Đài Thiên Văn Kech ở Hawaii từ năm 1994 đến năm 2022.

Họ nhận thấy một lượng lớn các đám mây thường được trông thấy ở các vĩ độ trung - và từ đó trở đi chúng không trở lại như ban đầu nữa.

Từ cuối năm 2019 trở đi, chỉ có mây ở cực nam là cho thấy còn hoạt động.

"Ngay cả đến giờ, sau bốn năm, những hình ảnh mới nhất chúng tôi nhận được từ Tháng Sáu năm ngoài vẫn cho thấy những đám mây đã chưa trở lại mức ban đầu," ông Erandi Chavez làm việc tại Trung Tâm Vật lý học thiên thể ở Cambridge, Massachusetts cho biết.


Gần 30 năm liên tục quan sát cho thấy số lượng các đám mây tăng lên theo thời kỳ đỉnh điểm của chu kỳ mặt trời - tại thời điểm mức độ hoạt động của mặt trời trở nên thất thường sau cứ 11 năm. Mức xạ cực tím của mặt trời được biểu thị ở trục dọc, Chu kỳ 11 năm này được biểu thị theo năm từ 1994 đến năm 2022 ở trục bên dưới. Những quan sát từ ban đầu của kính Hubble cho thấy một mối tương quan rõ ràng giữa số lượng mây nhiều với hoạt động đỉnh điểm của mặt trời.


'Điều này cực kỳ thú vị và bất ngờ, đặc biệt là vì giai đoạn hoạt động của mây thấp trước đây của Sao Hải Vương gần như không kịch tính và kéo dài như vậy.' 

Các dữ liệu cũng tiết lộ một mối liên quan giữa sự biến mất các đám mây của Sao Hải Vương và chu kỳ mặt trời - thời kỳ khi từ trường của mặt trời đảo ngược sau cứ 11 năm, khiến mức độ bức xạ của mặt trời thay đổi thất thường.

Điều này hết sức ngạc nhiên vì Sao Hải Vương là hành tinh xa mặt trời nhất và không nhận được nhiều ánh sáng - chỉ bằng một phần 900 lượng ánh sáng mà chúng ta nhận được trên Trái Đất.

Đội nghiên cứu nhận thấy hai năm sau khi chu kỳ mặt trời đạt đỉnh, một số lượng mây tăng đáng kể trên Sao Hải Vương.

Người ta cho rằng các tia cực tím (UV), khi đủ mạnh, có thể gây nên phản ứng quang hóa sản sinh ra những đám mây của Sao Hải Vương.

Đội nghiên cứu còn tìm thấy thêm một sự tương quan rõ ràng giữa số lượng các đám mây và cường độ sáng của hành tinh băng khổng lồ này từ ánh nắng mặt trời phản chiếu lên nó.

Khi hệ số phản chiếu của hành tinh này đạt mức thấp nhất từng được quan sát thấy vào năm 2020, phần lớn các đám mây đều biến mất.

Nghiên cứu này đã vạch ra giả thuyết chắc chắn rằng thời tiết nhiều mây trên toàn Sao Hải Vương được điều khiển bởi hoạt động của mặt trời và không phải bốn mùa của hành tinh này, mỗi mùa tồn tại ít nhất chừng 40 năm.


Cách mặt trời hơn 30 lần so với Trái Đất, Sao Hải Vương là hành tinh duy nhất trong hệ mặt trời không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Chuyên mục: