Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sao Kim có một ‘cơn gió điện’ đủ mạnh để loại bỏ các thành phần nước khỏi bầu khí quyển phía trên của nó, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tước bỏ hành tinh của các đại dương.
Theo một nghiên cứu mới của NASA và UCL, sao Kim có một ‘cơn gió điện’ đủ mạnh để loại bỏ các thành phần nước khỏi bầu khí quyển phía trên của nó, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tước đi hành tinh của các đại dương.
“Thật đáng kinh ngạc và gây sốc”, Glyn Collinson, trước đây tại Phòng thí nghiệm Khoa học Vũ trụ UCL Mullard và hiện là nhà khoa học tại Trung tâm Bay không gian Goddard của NASA cho biết. “Chúng tôi chưa bao giờ mơ một cơn gió điện có thể mạnh đến mức nó có thể hút oxy ra khỏi bầu khí quyển vào không gian. Đây là thứ chắc chắn phải có trong danh sách kiểm tra khi chúng tôi tìm kiếm các hành tinh có thể ở được xung quanh các ngôi sao khác.”
Nghiên cứu, được công bố hôm nay trên tạp chí Geophysical Research Letters , đã phát hiện ra rằng điện trường của sao Kim mạnh đến mức nó có thể tăng tốc thành phần điện tích nặng của nước – oxy – để tăng tốc đủ nhanh để thoát khỏi lực hấp dẫn của hành tinh.
Khi các phân tử nước nổi lên bầu khí quyển phía trên, ánh sáng mặt trời sẽ phá vỡ nước thành các ion hydro nhanh và thoát ra dễ dàng, và các ion oxy nặng hơn được mang đi bởi điện trường.
Đồng tác giả, Giáo sư Andrew Coates thuộc UCL MSSL, người lãnh đạo nhóm máy quang phổ điện tử, nói: “Chúng tôi đã nghiên cứu các electron chảy ra từ Titan và Sao Hỏa cũng như từ Sao Kim và các ion mà chúng kéo ra ngoài vũ trụ Chúng tôi thấy rằng hơn 100 tấn mỗi năm thoát khỏi Sao Kim bằng cơ chế này – đáng kể trong hàng tỷ năm. Kết quả mới ở đây là điện trường cung cấp năng lượng thoát này mạnh đến sao Kim so với các vật thể khác. Điều này sẽ giúp chúng tôi hiểu quy trình phổ quát này hoạt động như thế nào. “
Sao Kim là hành tinh giống Trái đất nhất về kích thước và trọng lực của nó, và bằng chứng cho thấy nó từng có nước có giá trị đại dương đã sôi lên từ hơi nước với nhiệt độ bề mặt khoảng 860 độ F (460 C). Bầu khí quyển dày của sao Kim, áp suất gấp 100 lần Trái đất, có lượng nước ít hơn 10.000 đến 100.000 lần so với bầu khí quyển của Trái đất, cho thấy có thứ gì đó đã loại bỏ tất cả hơi nước.
Các nhà khoa học nghĩ rằng đó là cơn gió mặt trời làm xói mòn phần còn lại của oxy và nước từ đại dương từ bầu khí quyển phía trên của sao Kim, nhưng những phát hiện mới cho thấy thay vào đó là một cơn gió mạnh.
Giống như mọi hành tinh đều có trường hấp dẫn, người ta tin rằng mọi hành tinh có bầu khí quyển cũng được bao quanh bởi một điện trường yếu. Trong khi lực hấp dẫn đang cố giữ bầu khí quyển trên hành tinh, thì lực điện có thể giúp đẩy các tầng trên của khí quyển ra ngoài không gian.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra điện trường của Sao Kim bằng máy quang phổ điện tử NASA-SwRI-UCL, một phần của một thiết bị lớn hơn có tên ASPERA-4 trên tàu ESA Venus Express. Khi theo dõi các electron chảy ra khỏi bầu khí quyển phía trên, họ nhận thấy các electron không thoát ra ở tốc độ dự kiến của chúng vì chúng bị kéo mạnh bởi điện trường cực mạnh của sao Kim. Bằng cách đo lường sự thay đổi tốc độ, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy sức mạnh của trường mạnh hơn nhiều so với dự kiến và mạnh hơn ít nhất năm lần so với ở Trái đất.
“Chúng tôi không thực sự biết tại sao Sao Kim lại mạnh hơn Trái đất nhiều như vậy”, Collinson nói, “nhưng, chúng tôi nghĩ rằng nó có thể có liên quan đến việc Sao Kim ở gần mặt trời hơn và ánh sáng mặt trời cực tím sáng gấp đôi. Đó là một điều thực sự khó khăn để đo lường và cho đến nay tất cả những gì chúng ta có là giới hạn cao hơn về mức độ mạnh mẽ của nó ở đây. “
Một hành tinh khác mà gió điện có thể đóng vai trò quan trọng là Sao Hỏa. Nhiệm vụ MAVEN của NASA hiện đang quay quanh Sao Hỏa để xác định nguyên nhân khiến Hành tinh Đỏ mất đi phần lớn khí quyển và nước.
Giáo sư Coates nói thêm, “Với Mars Express của ESA, chúng tôi đã bắt kịp quá trình này trên hành tinh tại Sao Hỏa và MAVEN giờ đây có thể xác định tầm quan trọng tương đối của nó. Với tàu vũ trụ Cassini của NASA, chúng tôi thấy rằng Titan mất 7 tấn mỗi ngày theo cách này.”
Hiểu được vai trò của gió điện trên hành tinh sẽ giúp các nhà thiên văn cải thiện các ước tính về kích thước và vị trí của các khu vực có thể ở được xung quanh các ngôi sao khác. “Ngay cả một cơn gió điện yếu vẫn có thể đóng vai trò trong việc mất nước và khí quyển ở bất kỳ hành tinh nào”, Alex Glocer của NASA Goddard, đồng tác giả của bài báo cho biết. “Nó có thể hoạt động giống như một băng chuyền, di chuyển các ion cao hơn trong tầng điện ly nơi các tác động khác từ gió mặt trời có thể mang chúng đi.”
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học College London . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :