Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học sử dụng Đài thiên văn Gemini khám phá mặt trăng Triton lớn nhất của sao Hải Vương và lần đầu tiên quan sát bên ngoài phòng thí nghiệm, một sự kết hợp phi thường giữa carbon monoxide và nitơ nitơ. Khám phá này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách hỗn hợp dễ bay hơi này có thể vận chuyển vật chất qua bề mặt mặt trăng thông qua các mạch nước phun kích hoạt sự thay đổi khí quyển theo mùa và cung cấp bối cảnh cho các điều kiện ở các thế giới băng giá xa xôi khác.
Điều kiện khắc nghiệt có thể tạo ra kết quả cực đoan Trong trường hợp này, đó là sự kết hợp không phổ biến của hai phân tử phổ biến – carbon monoxide (CO) và nitơ (N 2 ) – bị đóng băng dưới dạng các khối rắn trên mặt trăng Triton lạnh lẽo của sao Hải Vương.
Trong phòng thí nghiệm, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã xác định được bước sóng rất đặc biệt của ánh sáng hồng ngoại được hấp thụ khi các phân tử carbon monoxide và nitơ kết hợp với nhau và rung động cùng nhau. Cá nhân carbon monoxide và nitơ ices mỗi loại hấp thụ các bước sóng riêng biệt của tia hồng ngoại nhưng rung động song song của hỗn hợp nước đá sẽ hấp thụ ở bước sóng bổ sung khác biệt được xác định trong nghiên cứu này.
Sử dụng Kính viễn vọng Nam Gemini dài 8 mét ở Chile, nhóm nghiên cứu đã ghi lại chữ ký hồng ngoại độc đáo này trên Triton. Chìa khóa cho khám phá là máy quang phổ có độ phân giải cao có tên là IGRINS (Máy quang phổ hồng ngoại ngâm) được chế tạo dưới sự hợp tác giữa Đại học Texas tại Austin và Viện Khoa học Thiên văn và Vũ trụ Hàn Quốc (KASI). Cả Đài thiên văn Gemini và IGRINS đều nhận được tài trợ từ Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSF) và KASI.
Stephen C. Tegler thuộc Đại học Vật lý thiên văn của Đại học Bắc Arizona chia sẻ: “Trong khi dấu vân tay quang phổ băng giá mà chúng tôi phát hiện ra là hoàn toàn hợp lý, đặc biệt là sự kết hợp các lực này có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm, xác định chính xác bước sóng ánh sáng hồng ngoại này trên một thế giới khác là chưa từng có”.
Kết quả nghiên cứu đã được chấp nhận để công bố trên Tạp chí Thiên văn .
Trong khí quyển của trái đất, các phân tử carbon monoxide và nitơ tồn tại dưới dạng khí chứ không phải là khí đơn thuần. Trên thực tế, nitơ phân tử là khí chủ yếu trong không khí chúng ta hít thở và carbon monoxide là một chất gây ô nhiễm hiếm có thể gây chết người.
Tuy nhiên, ở xa trên Triton, carbon monoxide và nitơ đóng băng dưới dạng các chất rắn. Chúng có thể tạo thành các nhóm độc lập của riêng mình hoặc có thể ngưng tụ lại với nhau trong hỗn hợp băng giá được phát hiện trong dữ liệu của Song Tử. Sự pha trộn băng giá này có thể liên quan đến các mạch nước phun mang tính biểu tượng của Triton lần đầu tiên được nhìn thấy trong các hình ảnh tàu vũ trụ Voyager 2 dưới dạng các vệt tối, gió thổi trên bề mặt của mặt trăng băng giá xa xôi.
Tàu vũ trụ Voyager 2 lần đầu tiên bắt được các mạch nước phun của Triton hoạt động ở vùng cực nam của mặt trăng vào năm 1989. Kể từ đó, các lý thuyết đã tập trung vào một đại dương bên trong như một nguồn nguyên liệu có thể phun trào. Hoặc, các mạch nước phun có thể phun trào khi Mặt trời mùa hè làm nóng lớp băng dễ bay hơi này trên bề mặt của Triton có khả năng liên quan đến hỗn hợp carbon monoxide và nitơ được tiết lộ bởi quan sát của Song Tử. Hỗn hợp nước đá đó cũng có thể di chuyển xung quanh bề mặt của Triton để đáp ứng với các kiểu ánh sáng mặt trời thay đổi theo mùa.
Henry Roe, Phó Giám đốc Gemini và thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Bất chấp khoảng cách của Triton với Mặt trời và nhiệt độ lạnh, ánh sáng mặt trời yếu đủ để thúc đẩy sự thay đổi mạnh mẽ theo mùa trên bề mặt và bầu khí quyển của Triton. Công trình này cho thấy sức mạnh của việc kết hợp các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với các quan sát kính viễn vọng để hiểu các quá trình hành tinh phức tạp trong môi trường ngoài hành tinh rất khác so với những gì chúng ta gặp hàng ngày ở đây trên Trái đất.”
Các mùa tiến triển chậm trên Triton vì sao Hải Vương mất 165 năm Trái đất để quay quanh Mặt trời. Một mùa trên Triton kéo dài hơn 40 năm một chút; Triton đã vượt qua mốc ngày hạ chí vào năm 2000, để lại khoảng 20 năm nữa để tiến hành nghiên cứu sâu hơn trước khi mùa thu bắt đầu.
Nhìn về phía trước, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện này sẽ làm sáng tỏ thành phần của ices và sự thay đổi theo mùa trong bầu khí quyển ở các thế giới xa xôi khác ngoài Sao Hải Vương. Các nhà thiên văn học đã nghi ngờ rằng sự pha trộn giữa carbon monoxide và băng nitơ không chỉ tồn tại trên Triton mà còn trên Sao Diêm Vương, nơi tàu vũ trụ New Horizons tìm thấy hai lực lượng cùng tồn tại. Phát hiện này của Song Tử là bằng chứng quang phổ trực tiếp đầu tiên về các pha trộn và hấp thụ loại ánh sáng này trên cả hai thế giới.
Lý lịch
Triton quỹ đạo Sao Hải Vương, hành tinh thứ tám từ Mặt trời, cách trái đất khoảng 2,7 tỷ dặm – ở rìa ngoài lạnh của khu vực hành tinh lớn Hệ Mặt Trời của chúng ta. Đây là mặt trăng lớn duy nhất trong Hệ Mặt trời quay quanh “ngược” hoặc ngược hướng với vòng quay của hành tinh. Chuyển động kỳ dị cho thấy Triton là một vật thể xuyên sao Hải Dương bị bắt từ Vành đai Kuiper – một khu vực còn sót lại từ lịch sử ban đầu của Hệ Mặt trời, đó là lý do tại sao nó có chung một số tính năng với hành tinh lùn Pluto và Eris: kích thước (khoảng hai- một phần ba so với Mặt trăng của chúng ta) và nhiệt độ bề mặt lơ lửng gần bằng không; thấp đến mức các hợp chất phổ biến mà chúng ta gọi là khí trên Trái đất đóng băng thành băng.
Bầu khí quyển của Triton cũng đậm đặc hơn Trái đất 70.000 lần và bao gồm nitơ, metan và carbon monoxide. Bề mặt của nó dường như bao gồm hai địa hình khác nhau, một địa hình được tạo thành bởi các ion dễ bay hơi và thứ hai được hình thành bởi các nước và carbon dioxide.
Nitơ phân tử được cho là loại nitơ phổ biến nhất hiện có khi Hệ mặt trời hình thành. Sự phong phú của nó trong Hệ mặt trời bên ngoài là chìa khóa quan trọng cho nguồn gốc sự sống, vì nó là một phần quan trọng trong các khối xây dựng của sự sống.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đài thiên văn Gemini . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.