Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Việc phân tích lại dữ liệu hình ảnh đã cho thấy rằng các rãnh kiến tạo cổ đại phân bố đồng tâm trên gần như toàn bộ bề mặt của mặt trăng Ganymede của sao Mộc. Kết quả mô phỏng trên máy tính cho thấy miệng núi lửa khổng lồ này có thể là do tác động của một tiểu hành tinh có bán kính 150 km. Nếu vậy, đây là cấu trúc có tác động lớn nhất được xác định trong hệ mặt trời cho đến nay.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Kobe và Học viện Công nghệ Quốc gia, Cao đẳng Oshima đã tiến hành phân tích lại chi tiết dữ liệu hình ảnh từ tàu vũ trụ Voyager 1, 2 và Galileo để điều tra định hướng và phân bố của các rãnh kiến tạo cổ đại được tìm thấy trên mặt trăng Ganymede của Sao Mộc. Họ phát hiện ra rằng các rãnh này phân bố đồng tâm trên hầu như toàn bộ bề mặt của vệ tinh. Sự phân bố toàn cầu này chỉ ra rằng những rãnh này có thể thực sự là một phần của một miệng núi lửa khổng lồ bao phủ Ganymede.
Dựa trên kết quả mô phỏng máy tính được thực hiện bằng “PC Cluster” tại Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản (NAOJ), người ta suy đoán rằng miệng núi lửa khổng lồ này có thể là kết quả của vụ va chạm của một tiểu hành tinh có bán kính 150 km. Nếu đúng như vậy, cấu trúc này là cấu trúc có tác động lớn nhất được xác định trong hệ mặt trời cho đến nay.
Sứ mệnh JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ được phóng vào năm 2022 và đến hệ thống của Sao Mộc vào năm 2029, nhằm mục đích nâng cao kiến thức của chúng ta về các vệ tinh của Sao Mộc, bao gồm cả Ganymede. Hy vọng rằng chuyến thăm dò này sẽ xác nhận kết quả của nghiên cứu này và nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa của các vệ tinh của Sao Mộc.
Nhóm nghiên cứu bao gồm Trợ lý Giáo sư HIRATA Naoyuki của Trường Đại học Khoa học Kobe và Giáo sư OHTSUKI Keiji (cả hai thuộc Khoa Hành tinh), và Phó Giáo sư SUETSUGU Ryo của Viện Công nghệ Quốc gia, Cao đẳng Oshima. Bài báo cho nghiên cứu này đã được xuất bản trực tuyến tại Icarus vào ngày 15 tháng 7.
Ý chính
Cơ sở nghiên cứu
Cả Voyager 1 và Voyager 2 đã tiếp cận gần Ganymede lần lượt vào năm 1979 và 1980, chụp những hình ảnh chi tiết về bề mặt. Ngoài ra, tàu vũ trụ Galileo quay quanh sao Mộc từ năm 1995 đến năm 2003, thu được một lượng lớn dữ liệu hình ảnh Ganymede. Ganymede là vệ tinh lớn nhất trong hệ mặt trời và lớn hơn cả sao Diêm Vương và sao Thủy. Sự hình thành và tiến hóa của các mặt trăng của Sao Mộc bao gồm cả Ganymede có liên quan chặt chẽ đến sự hình thành và tiến hóa của hệ Mộc, và nói chung là của hệ Mặt Trời. Do đó, có nhiều sứ mệnh tàu vũ trụ đang diễn ra và đã được lên kế hoạch để khám phá hệ thống vệ tinh, bao gồm sứ mệnh JUNO của NASA đang diễn ra, Europa Clipper dự kiến thực hiện một cuộc điều tra chi tiết về mặt trăng Europa của Sao Mộc vào khoảng năm 2030 và sứ mệnh JUICE nói trên.
Nghiên cứu được thực hiện với mục đích làm rõ một khía cạnh của sự hình thành và tiến hóa của các vệ tinh của Sao Mộc và đóng góp vào các sứ mệnh tàu vũ trụ này. Nhóm đã phân tích lại dữ liệu hình ảnh của Ganymede. Đặc biệt, các nhà nghiên cứu tập trung vào các rãnh, rãnh kiến tạo được cho là đặc điểm bề mặt lâu đời nhất trên vệ tinh. Do đó, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng họ có thể tái tạo lại lịch sử ban đầu của Ganymede bằng cách phân tích các thành tạo địa chất này.
Kết quả nghiên cứu
Bề mặt của Ganymede được phân loại thành các khu vực Địa hình tối và Địa hình sáng. Dark Terrain rất cũ và có nhiều miệng núi lửa còn sót lại, cũng như các hình thành rãnh. Bright Terrain tương đối gần đây, hầu như không có bất kỳ miệng núi lửa nào. Hai dạng địa hình này không được bố trí chặt chẽ và được phân bố ngẫu nhiên trên toàn bộ Ganymede. Các rãnh được cho là đặc điểm địa chất lâu đời nhất của Ganymede vì chúng chỉ được tìm thấy trên Địa hình Tối và nhiều hố va chạm đã được hình thành trên đỉnh chúng sau này.
Nghiên cứu này đã phân tích lại sự phân bố của các thành tạo đáy này trên toàn bộ bề mặt của Ganymede, lần đầu tiên tiết lộ rằng hầu như tất cả các rãnh này đều đồng tâm với nhau quanh một điểm. Nghiên cứu chỉ ra rằng những rãnh này tạo thành những vòng tròn đồng tâm khổng lồ trên toàn bộ vệ tinh. Từ đó, có thể giả định rằng đã có một hố va chạm khổng lồ bao phủ toàn bộ bề mặt của Ganymede trước khi hình thành các khu vực Địa hình Sáng. Một cấu trúc vòng tương tự được gọi là Miệng núi lửa Valhalla vẫn còn trên bề mặt của Callisto, một vệ tinh khác của Sao Mộc. Cho đến nay, miệng núi lửa Valhalla là miệng núi lửa đa tầng lớn nhất được xác định trong hệ mặt trời, với bán kính khoảng 1900km. Tuy nhiên, miệng núi lửa nhiều tầng trên Ganymede có phạm vi xuyên tâm là 7800 km được đo dọc theo bề mặt vệ tinh.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng để ước tính quy mô tác động hình thành miệng núi lửa khổng lồ này. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng “Cụm PC” tại Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản (NAOJ). Kết quả chỉ ra rằng một tiểu hành tinh có bán kính 150km va chạm với Ganymede ở tốc độ 20km / s sẽ đủ để hình thành các cấu trúc quan sát được trên bề mặt vệ tinh. Người ta tin rằng một tác động như vậy đã xảy ra khoảng 40 triệu năm trước.
Sự phát triển xa hơn
Việc phát hiện ra rằng hậu quả của một vụ va chạm quy mô lớn vẫn còn trên bề mặt của Ganymede có ý nghĩa to lớn đối với quá trình hình thành và tiến hóa của vệ tinh. Ví dụ, vệ tinh Callisto của Sao Mộc có kích thước tương đương với Ganymede, tuy nhiên người ta tin rằng nó không có cấu trúc bên trong gồm các lớp khác biệt. Mặt khác, Ganymede được cho là có cấu trúc lớp phân biệt bao gồm đá, sắt và băng. Một lượng nhiệt khổng lồ là cần thiết để hình thành các lớp phân biệt này. Có thể là tác động quy mô lớn nói trên có thể là nguồn gốc của sức nóng này.
Khám phá của nghiên cứu này cũng sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với các chương trình thăm dò Ganymede được lên kế hoạch trong những thập kỷ tới. Dữ liệu hình ảnh từ cả hai sứ mệnh Voyager và Galileo chỉ cung cấp hình ảnh một phần bề mặt vệ tinh. Người ta hy vọng rằng các cuộc khám phá trong tương lai sẽ có thể xác nhận hoặc kiểm tra kết quả của nghiên cứu này bằng cách tiến hành các cuộc điều tra chi tiết về các thành tạo nhiều tầng và liệu còn tồn tại bất kỳ tác động quy mô lớn nào khác hay không. Hy vọng rằng điều này sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về nguồn gốc và sự tiến hóa của Ganymede cũng như các mặt trăng khác của Sao Mộc.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Kobe cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tham khảo Tạp chí :