Bí ẩn được giải đáp: Các vùng sáng trên Ceres đến từ nước mặn bên dưới

Tàu vũ trụ Dawn của NASA đã mang đến cho các nhà khoa học những cái nhìn cận cảnh đặc biệt về hành tinh lùn Ceres, nằm trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa sao Hỏa và sao Mộc. Vào thời điểm nhiệm vụ kết thúc vào tháng 10 năm 2018, tàu vũ trụ đã giảm xuống dưới 22 dặm (35 km) trên bề mặt, để lộ chi tiết sắc nét trong những vùng sáng bí ẩn Ceres đã trở nên nổi tiếng.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các vùng sáng là cặn được tạo ra chủ yếu từ natri cacbonat – một hợp chất của natri, cacbon và oxy. Chúng có thể đến từ chất lỏng thấm lên bề mặt và bay hơi, để lại lớp vỏ muối phản chiếu cao. Nhưng những gì họ vẫn chưa xác định được là chất lỏng đó đến từ đâu.

Bằng cách phân tích dữ liệu thu thập được gần cuối nhiệm vụ, các nhà khoa học Dawn đã kết luận rằng chất lỏng đến từ một bể chứa nước muối sâu, hoặc nước được làm giàu muối. Bằng cách nghiên cứu trọng lực Ceres’, các nhà khoa học biết thêm về cấu trúc bên trong các hành tinh lùn và có thể xác định rằng hồ chứa nước muối khoảng 25 dặm (40 km) sâu và hàng trăm dặm rộng.

Ceres không được hưởng lợi từ hệ thống sưởi bên trong tạo ra bởi tương tác hấp dẫn với một hành tinh lớn, như trường hợp của một số mặt trăng băng giá của hệ mặt trời bên ngoài. Nhưng nghiên cứu mới tập trung vào Miệng núi lửa Occator rộng 57 dặm (rộng 92 km) của Ceres – nơi có nhiều vùng sáng rộng nhất – xác nhận rằng Ceres là một thế giới giàu nước giống như những thiên thể băng giá khác.

Các phát hiện cũng tiết lộ mức độ hoạt động địa chất ở miệng núi lửa Occator, xuất hiện trong một bộ sưu tập đặc biệt của các bài báo được xuất bản bởi Nature Astronomy , Nature Geoscience và Nature Communications vào ngày 10 tháng 8.

Giám đốc Sứ mệnh Marc Rayman của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Nam California cho biết: “Dawn đã hoàn thành nhiều hơn những gì chúng tôi hy vọng khi bắt tay vào chuyến thám hiểm ngoài Trái đất phi thường của mình. Những khám phá mới thú vị này sau khi kết thúc sứ mệnh lâu dài và hiệu quả của nó là một sự tôn vinh tuyệt vời dành cho nhà thám hiểm liên hành tinh đáng chú ý này.”

Giải đáp bí ẩn tươi sáng

Rất lâu trước khi Dawn đến Ceres vào năm 2015, các nhà khoa học đã nhận thấy các vùng sáng khuếch tán bằng kính thiên văn, nhưng bản chất của chúng vẫn chưa được biết. Từ quỹ đạo gần của nó, Dawn đã chụp được hình ảnh của hai khu vực khác biệt, có tính phản chiếu cao bên trong miệng núi lửa Occator, sau đó được đặt tên là Cerealia Facula và Vinalia Faculae. (“Faculae” có nghĩa là vùng sáng.)

Các nhà khoa học biết rằng các hạt vi mô thường xuyên làm bong tróc bề mặt của Ceres, làm nó thô ráp và để lại các mảnh vụn. Theo thời gian, loại hành động đó sẽ làm tối những vùng sáng này. Vì vậy, độ sáng của chúng cho thấy rằng chúng có thể còn trẻ. Cố gắng tìm hiểu nguồn gốc của các khu vực và làm thế nào tài liệu có thể trở nên mới mẻ như vậy, là trọng tâm chính trong nhiệm vụ mở rộng cuối cùng của Dawn, từ năm 2017 đến năm 2018.

Nghiên cứu không chỉ xác nhận rằng các vùng sáng còn trẻ – khoảng dưới 2 triệu năm tuổi; nó cũng phát hiện ra rằng hoạt động địa chất thúc đẩy các mỏ này có thể đang diễn ra. Kết luận này phụ thuộc vào việc các nhà khoa học đã đưa ra một khám phá quan trọng: các hợp chất muối (natri clorua liên kết hóa học với nước và amoni clorua) tập trung ở Cerealia Facula.

Trên bề mặt của Ceres, các muối chứa nước nhanh chóng bị mất nước trong vòng hàng trăm năm. Nhưng các phép đo của Dawn cho thấy chúng vẫn còn nước, vì vậy chất lỏng phải mới lên bề mặt gần đây. Đây là bằng chứng cho thấy sự hiện diện của chất lỏng bên dưới khu vực của miệng núi lửa Occator và quá trình chuyển vật chất từ ​​sâu bên trong lên bề mặt.

Các nhà khoa học tìm thấy hai con đường chính cho phép chất lỏng tiếp cận bề mặt. “Đối với mỏ lớn ở Cerealia Facula, phần lớn muối được cung cấp từ một khu vực sủi bọt ngay dưới bề mặt bị nóng chảy do tác động hình thành miệng núi lửa khoảng 20 triệu năm trước”, Carol Raymond, Điều tra viên chính của Dawn cho biết . “Sức nóng tác động giảm dần sau vài triệu năm; tuy nhiên, tác động cũng tạo ra các vết nứt gãy lớn có thể chạm tới tầng chứa sâu, tồn tại lâu dài, cho phép nước muối tiếp tục thấm lên bề mặt.”

Địa chất đang hoạt động: Gần đây và Bất thường

Trong hệ mặt trời của chúng ta, hoạt động địa chất băng giá chủ yếu xảy ra trên các mặt trăng băng giá, nơi nó được thúc đẩy bởi các tương tác hấp dẫn với các hành tinh của chúng. Nhưng đó không phải là trường hợp của sự chuyển động của nước muối lên bề mặt của Ceres, cho thấy rằng các thiên thể chứa nhiều băng lớn khác không phải là mặt trăng cũng có thể hoạt động.

Một số bằng chứng về các chất lỏng gần đây trong miệng núi lửa Occator đến từ các trầm tích sáng, nhưng các manh mối khác đến từ một loạt các ngọn đồi hình nón thú vị gợi nhớ đến pingos của Trái đất – những ngọn núi băng nhỏ ở các vùng cực được hình thành bởi nước ngầm có áp suất đóng băng. Những đặc điểm như vậy đã được phát hiện trên sao Hỏa, nhưng việc phát hiện ra chúng trên Ceres đánh dấu lần đầu tiên chúng được quan sát trên một hành tinh lùn.

Ở quy mô lớn hơn, các nhà khoa học đã có thể lập bản đồ mật độ của cấu trúc lớp vỏ Ceres như một hàm của độ sâu – lần đầu tiên đối với một hành tinh giàu băng. Sử dụng các phép đo trọng lực, họ nhận thấy mật độ lớp vỏ của Ceres tăng đáng kể theo độ sâu, vượt xa tác động đơn giản của áp suất. Các nhà nghiên cứu suy luận rằng đồng thời hồ chứa của Ceres bị đóng băng, muối và bùn kết hợp vào phần dưới của lớp vỏ.

Dawn là tàu vũ trụ duy nhất từng quay quanh hai điểm đến ngoài Trái đất – Ceres và tiểu hành tinh khổng lồ Vesta – nhờ hệ thống đẩy ion hiệu quả của nó. Khi Dawn sử dụng loại nhiên liệu quan trọng cuối cùng, hydrazine, cho một hệ thống điều khiển hướng của nó, nó không thể chỉ về Trái đất để liên lạc cũng như hướng các mảng năng lượng mặt trời của nó vào Mặt trời để tạo ra năng lượng điện. Vì Ceres được phát hiện có vật liệu hữu cơ trên bề mặt và chất lỏng bên dưới bề mặt, các quy tắc bảo vệ hành tinh yêu cầu Dawn phải được đặt trong một quỹ đạo dài hạn để ngăn nó tác động đến hành tinh lùn trong nhiều thập kỷ.

JPL, một bộ phận của Caltech ở Pasadena, California, quản lý sứ mệnh của Dawn cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA ở Washington. Dawn là một dự án thuộc Chương trình Khám phá của Tổng cục, do Trung tâm Chuyến bay Không gian Marshall của NASA ở Huntsville, Alabama quản lý. JPL chịu trách nhiệm về khoa học sứ mệnh Dawn tổng thể. Northrop Grumman ở Dulles, Virginia, đã thiết kế và chế tạo tàu vũ trụ. Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức, Viện Max Planck về Nghiên cứu Hệ Mặt trời, Cơ quan Vũ trụ Ý và Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Ý là các đối tác quốc tế trong đoàn công tác.

Để có danh sách đầy đủ những người tham gia nhiệm vụ, hãy truy cập:

Nguồn truyện:

Tài liệu do NASA / Phòng thí nghiệm Lực đẩy Phản lực cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.

Đa phương tiện liên quan :

• Hình ảnh về miệng núi lửa Occator, hình ảnh động, quỹ đạo của Ceres