Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã theo dõi một vòng xoáy tối bí ẩn trên Sao Hải Vương đột ngột tránh xa một cái chết có thể xảy ra trên hành tinh xanh khổng lồ.
Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã theo dõi một vòng xoáy tối bí ẩn trên Sao Hải Vương đột ngột tránh xa một cái chết có thể xảy ra trên hành tinh xanh khổng lồ.
Cơn bão, rộng hơn Đại Tây Dương, được sinh ra ở bán cầu bắc của hành tinh và được phát hiện bởi Hubble vào năm 2018. Các quan sát một năm sau đó cho thấy nó bắt đầu trôi về phía nam về phía xích đạo, nơi những cơn bão như vậy dự kiến sẽ biến mất khỏi tầm mắt. Trước sự ngạc nhiên của các nhà quan sát, Hubble đã phát hiện ra xoáy hướng thay đổi vào tháng 8 năm 2020, tăng gấp đôi về phía bắc. Mặc dù Hubble đã theo dõi các điểm tối tương tự trong 30 năm qua, nhưng hành vi không thể đoán trước này của khí quyển là một điều mới mẻ.
Không kém phần khó hiểu, cơn bão không đơn độc. Hubble đã phát hiện ra một vết đen khác, nhỏ hơn vào tháng Giêng năm nay tạm thời xuất hiện gần người anh em họ lớn hơn của nó. Nó có thể là một mảnh của cơn lốc khổng lồ bị vỡ ra, trôi đi, và sau đó biến mất trong những lần quan sát tiếp theo.
Michael H. Wong của Đại học California tại Berkeley cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng về những quan sát này vì mảnh tối nhỏ hơn này có khả năng là một phần của quá trình gián đoạn của vết đen”. “Đây là một quá trình chưa bao giờ được quan sát. Chúng tôi đã thấy một số điểm tối khác mờ dần và chúng biến mất, nhưng chúng tôi chưa bao giờ thấy bất kỳ điều gì bị gián đoạn, mặc dù nó được dự đoán trong mô phỏng máy tính.”
Cơn bão lớn, đó là 4.600 dặm, là chỗ tối thứ tư Hubble đã quan sát thấy trên Neptune từ năm 1993. Hai cơn bão tối khác đã được phát hiện bởi tàu vũ trụ Voyager 2 vào năm 1989 khi nó trôi qua những hành tinh xa xôi, nhưng chúng đã biến mất trước khi Hubble có thể quan sát chúng. Kể từ đó, chỉ có Hubble mới có độ sắc nét và độ nhạy trong ánh sáng khả kiến để theo dõi những đặc điểm khó nắm bắt này, chúng xuất hiện tuần tự và sau đó mờ đi trong khoảng thời gian khoảng hai năm mỗi lần. Hubble đã phát hiện ra cơn bão mới nhất này vào tháng 9 năm 2018.
Thời tiết xấu
Các xoáy tối của Sao Hải Vương là hệ thống áp suất cao có thể hình thành ở vĩ độ trung bình và sau đó có thể di chuyển về phía xích đạo. Chúng bắt đầu ổn định do lực Coriolis, gây ra các cơn bão ở Bắc bán cầu quay theo chiều kim đồng hồ, do chuyển động quay của hành tinh. (Những cơn bão này không giống như những cơn bão trên Trái đất, xoay ngược chiều kim đồng hồ vì chúng là hệ thống áp suất thấp.) Tuy nhiên, khi một cơn bão trôi về phía xích đạo, hiệu ứng Coriolis yếu đi và cơn bão tan rã. Trong các mô phỏng máy tính của một số nhóm khác nhau, những cơn bão này đi theo đường thẳng ít nhiều đến đường xích đạo, cho đến khi không có hiệu ứng Coriolis để giữ chúng lại với nhau. Không giống như mô phỏng, cơn bão khổng lồ mới nhất không di chuyển vào “vùng tiêu diệt” xích đạo.
Wong nói: “Thật sự rất phấn khích khi chứng kiến cảnh này như thể nó phải diễn và rồi đột nhiên nó dừng lại và quay trở lại. Điều đó thật đáng ngạc nhiên.”
Điểm tối Jr.
Các quan sát của Hubble cũng tiết lộ rằng sự đảo ngược đường đi khó hiểu của xoáy tối xảy ra cùng lúc với một điểm mới, được coi là “điểm tối jr”. Tại chỗ mới là hơi nhỏ hơn so với người anh em họ của mình, đo khoảng 3.900 dặm. Nó nằm gần phía bên của điểm tối chính đối diện với đường xích đạo – vị trí mà một số mô phỏng cho thấy sự gián đoạn sẽ xảy ra.
Tuy nhiên, thời gian xuất hiện của đốm nhỏ hơn là không bình thường. Wong nói: “Khi tôi lần đầu tiên nhìn thấy vết nhỏ, tôi nghĩ rằng vết lớn hơn đang bị phá vỡ. “Tôi không nghĩ rằng một xoáy khác đang hình thành bởi vì xoáy nhỏ ở xa hơn về phía đường xích đạo. Vì vậy, nó nằm trong vùng không ổn định này. Nhưng chúng tôi không thể chứng minh được cả hai có liên quan với nhau. Nó vẫn là một bí ẩn hoàn toàn.”
Wong cho biết thêm: “Cũng vào tháng Giêng, xoáy nước đen tối dừng chuyển động của nó và bắt đầu di chuyển về phía bắc một lần nữa. “Có thể bằng cách phá vỡ mảnh vỡ đó, điều đó đã đủ để ngăn nó di chuyển về phía đường xích đạo.”
Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục phân tích thêm dữ liệu để xác định liệu tàn dư của vết đen jr. vẫn tồn tại đến hết năm 2020.
Những cơn bão đen tối vẫn còn khó hiểu
Vẫn còn là một bí ẩn về cách những cơn bão này hình thành, nhưng xoáy tối khổng lồ mới nhất này được nghiên cứu tốt nhất cho đến nay. Sự xuất hiện tối của cơn bão có thể là do một lớp mây đen trên cao và nó có thể nói với các nhà thiên văn học về cấu trúc thẳng đứng của cơn bão.
Một đặc điểm bất thường khác của vết đen là không có các đám mây đồng hành sáng xung quanh nó, chúng hiện diện trong hình ảnh Hubble chụp khi vùng xoáy được phát hiện vào năm 2018. Rõ ràng, các đám mây đã biến mất khi vùng xoáy tạm dừng hành trình về phía nam. Những đám mây sáng hình thành khi luồng không khí bị xáo trộn và chuyển hướng lên trên cơn lốc, khiến các khí có khả năng đóng băng thành các tinh thể băng mêtan. Các nhà nghiên cứu cho biết, việc thiếu các đám mây có thể tiết lộ thông tin về cách các đốm phát triển.
Mắt thời tiết trên các hành tinh bên ngoài
Hubble đã chụp được nhiều hình ảnh về các đốm đen trong khuôn khổ chương trình Di sản Khí quyển Ngoài Hành tinh (OPAL), một dự án dài hạn của Hubble, do Amy Simon thuộc Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, hàng năm chụp bản đồ toàn cầu của các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta khi chúng ở gần Trái đất nhất trong quỹ đạo của chúng.
Các mục tiêu chính của OPAL là nghiên cứu những thay đổi dài hạn theo mùa, cũng như nắm bắt các sự kiện tương đối tạm thời, chẳng hạn như sự xuất hiện của các đốm đen trên Sao Hải Vương hoặc có khả năng là Sao Thiên Vương. Những cơn bão đen tối này có thể rất thoáng qua nên trong quá khứ một số có thể đã xuất hiện và mờ đi trong khoảng cách nhiều năm trong các quan sát của Hubble về Sao Hải Vương. Chương trình OPAL đảm bảo rằng các nhà thiên văn học sẽ không bỏ lỡ một chương trình nào khác.
Simon nói: “Chúng tôi sẽ không biết gì về những vết đen mới nhất này nếu không có Hubble. “Giờ đây, chúng ta có thể theo dõi cơn bão lớn trong nhiều năm và theo dõi vòng đời hoàn chỉnh của nó. Nếu không có Hubble, chúng ta có thể nghĩ rằng Vết đen lớn mà tàu Voyager nhìn thấy vào năm 1989 vẫn ở đó trên sao Hải Vương, giống như Vết đỏ lớn của sao Mộc Và, chúng tôi sẽ không biết về bốn điểm khác mà Hubble đã phát hiện. ” Wong sẽ trình bày những phát hiện của nhóm vào ngày 15 tháng 12 tại cuộc họp mùa thu của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ.
Nguồn truyện:
Tài liệu do NASA / Trung tâm bay vũ trụ Goddard cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.