Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong chuyến bay cuối cùng của mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ năm 2017, tàu vũ trụ Cassini của NASA đã thu thập dữ liệu radar cho thấy các hồ nước nhỏ ở bán cầu bắc của Titan sâu đến đáng ngạc nhiên, nằm trên những ngọn đồi và chứa đầy khí mê-tan.
Trong chuyến bay cuối cùng của mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ năm 2017, tàu vũ trụ Cassini của NASA đã thu thập dữ liệu radar cho thấy các hồ nước nhỏ ở bán cầu bắc của Titan sâu đến đáng ngạc nhiên, nằm trên những ngọn đồi và chứa đầy khí mê-tan.
Những phát hiện mới, được công bố vào ngày 15 tháng 4 trên tạp chí Thiên văn học Tự nhiên, là sự xác nhận đầu tiên về độ sâu của một số hồ Titan (hơn 300 feet, hoặc 100 mét) và thành phần của chúng. Họ cung cấp thông tin mới về cách mưa metan lỏng, bốc hơi và thấm vào Titan – cơ thể hành tinh duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta ngoài Trái đất được biết là có chất lỏng ổn định trên bề mặt.
Các nhà khoa học đã biết rằng chu trình thủy văn của Titan hoạt động tương tự như Trái đất – với một sự khác biệt lớn. Thay vì nước bốc hơi từ biển, tạo thành mây và mưa, Titan làm tất cả bằng khí mê-tan và etan. Chúng ta có xu hướng nghĩ về các hydrocarbon này như một loại khí trên Trái đất, trừ khi chúng được điều áp trong một bể. Nhưng Titan lạnh đến mức chúng hành xử như chất lỏng, giống như xăng ở nhiệt độ phòng trên hành tinh của chúng ta.
Các nhà khoa học đã biết rằng các vùng biển phía bắc lớn hơn nhiều chứa đầy khí mê-tan, nhưng việc tìm thấy các hồ phía bắc nhỏ hơn chứa đầy khí mê-tan là một điều ngạc nhiên. Trước đây, dữ liệu của Cassini đã đo được Ontario Lacus, hồ lớn duy nhất ở bán cầu nam của Titan. Ở đó, họ tìm thấy một hỗn hợp gần như bằng nhau của metan và etan. Ethane nặng hơn một chút so với metan, với nhiều nguyên tử carbon và hydro hơn trong trang điểm của nó.
“Mỗi khi chúng ta khám phá về Titan, Titan càng trở nên bí ẩn hơn”, tác giả chính Marco Mastrogiuseppe, nhà khoa học radar Cassini tại Caltech ở Pasadena, California cho biết. “Nhưng những phép đo mới này giúp đưa ra câu trả lời cho một vài câu hỏi chính. Bây giờ chúng ta thực sự có thể hiểu rõ hơn về thủy văn của Titan.”
Thêm vào những điều kỳ lạ của Titan, với các đặc điểm giống Trái đất được chạm khắc bởi các vật liệu kỳ lạ, là thực tế rằng thủy văn ở một bên của bán cầu bắc hoàn toàn khác so với bên kia, nhà khoa học Cassini và đồng tác giả Jonathan Lunine cho biết của Đại học Cornell ở Ithaca, New York.
“Cứ như thể bạn nhìn xuống Bắc Cực của Trái đất và có thể thấy rằng Bắc Mỹ có môi trường địa chất hoàn toàn khác biệt đối với các vật thể lỏng so với châu Á”, Lunine nói.
Ở phía đông của Titan, có những vùng biển lớn với độ cao thấp, hẻm núi và đảo. Về phía tây: hồ nhỏ. Và các phép đo mới cho thấy các hồ nằm trên những ngọn đồi lớn và cao nguyên. Các phép đo radar mới xác nhận những phát hiện trước đó rằng các hồ nằm xa mực nước biển, nhưng chúng gợi lên một hình ảnh mới về địa hình – như mesas hoặc butte – dính hàng trăm feet so với cảnh quan xung quanh, với các hồ lỏng sâu trên đỉnh.
Thực tế là những hồ tây nhỏ – vài chục dặm – nhưng rất sâu cũng nói với các nhà khoa học một cái gì đó mới về địa chất của họ: Đó là bằng chứng tốt nhất được nêu rằng họ có khả năng hình thành khi các nền tảng xung quanh băng và rắn hữu cơ hòa tan hóa học và sụp đổ. Trên trái đất, các hồ nước tương tự được gọi là hồ karstic. Xuất hiện ở các khu vực như Đức, Croatia và Hoa Kỳ, chúng hình thành khi nước hòa tan đá gốc đá vôi.
Bên cạnh việc điều tra các hồ sâu, một bài báo thứ hai trong Thiên văn học thiên nhiên giúp làm sáng tỏ thêm bí ẩn về chu kỳ thủy văn của Titan. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu của Cassini để tiết lộ cái mà họ gọi là hồ tạm thời. Các bộ quan sát khác nhau – từ dữ liệu radar và hồng ngoại – dường như cho thấy mức chất lỏng thay đổi đáng kể.
Giải thích tốt nhất là có một số thay đổi theo mùa trong chất lỏng bề mặt, tác giả chính Shannon MacKenzie, nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins ở Laurel, Maryland cho biết. “Một khả năng là những đặc điểm thoáng qua này có thể là những khối chất lỏng nông hơn trong suốt mùa giải đã bốc hơi và xâm nhập vào tầng dưới,” cô nói.
Những kết quả này và những phát hiện từ bài báo Thiên văn học thiên nhiên trên các hồ sâu của Titan ủng hộ ý tưởng rằng mưa hydrocarbon nuôi sống các hồ, sau đó có thể bay hơi trở lại vào khí quyển hoặc thoát ra dưới lòng đất, để lại các hồ chứa chất lỏng bên dưới.
Cassini, mà đến trong hệ thống Saturn vào năm 2004 và kết thúc sứ mệnh của mình vào năm 2017 bằng cách cố ý lao vào bầu khí quyển của sao Thổ, ánh xạ hơn 620.000 dặm vuông (1,6 triệu km vuông) của các hồ lỏng và biển trên bề mặt của Titan. Nó đã làm việc với thiết bị radar, phát ra sóng vô tuyến và thu được tín hiệu trở lại (hoặc tiếng vang) cung cấp thông tin về địa hình và độ sâu và thành phần của vật thể lỏng, cùng với hai hệ thống hình ảnh có thể xuyên qua bầu khí quyển dày của mặt trăng sương mù.
Dữ liệu quan trọng cho nghiên cứu mới đã được thu thập trên chuyến bay gần cuối cùng của Titan của Cassini, vào ngày 22 tháng 4 năm 2017. Đó là cái nhìn cuối cùng của nhiệm vụ tại các hồ nhỏ hơn của mặt trăng và nhóm đã tận dụng tối đa. Thu thập tiếng vang từ bề mặt của những hồ nước nhỏ trong khi Cassini được Titan nén lại là một thử thách độc đáo.
“Đây là chuyến đi cuối cùng của Cassini tại Titan và nó thực sự là một kỳ tích”, Lunine nói
Nhiệm vụ Cassini-Huygens là một dự án hợp tác của NASA, ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) và Cơ quan Vũ trụ Ý. Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA, một bộ phận của Caltech ở Pasadena, California, quản lý sứ mệnh cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA, Washington. JPL đã thiết kế, phát triển và lắp ráp quỹ đạo Cassini. Thiết bị radar được chế tạo bởi JPL và Cơ quan Vũ trụ Ý, làm việc với các thành viên trong nhóm từ Mỹ và một số nước châu Âu.
Thông tin thêm về Cassini có thể được tìm thấy ở đây: https://sologistsystem.nasa.gov/cassini
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Động cơ phản lựccủa NASA / Jet . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :