Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các hành tinh và mặt trăng của hệ mặt trời của chúng ta liên tục bị bắn phá bởi các hạt từ mặt trời. Trên Mặt trăng hoặc trên Sao Thủy, lớp đá trên cùng bị xói mòn dần do tác động của các hạt mặt trời. Kết quả mới cho thấy các mô hình trước đây của quá trình này là không đầy đủ. Tác động của việc bắn phá gió mặt trời quyết liệt hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Các hành tinh và mặt trăng của hệ mặt trời của chúng ta liên tục bị bắn phá bởi các hạt bay ra khỏi mặt trời. Trên Trái đất, điều này hầu như không có tác dụng gì, ngoài ánh sáng phương bắc hấp dẫn, bởi vì bầu khí quyển dày đặc và từ trường của Trái đất bảo vệ chúng ta khỏi những hạt gió mặt trời này. Nhưng trên Mặt trăng hay Sao Thủy thì mọi thứ lại khác: Ở đó, lớp đá trên cùng bị xói mòn dần dần do tác động của các hạt mặt trời.
Kết quả mới của TU Wien hiện cho thấy các mô hình trước đây của quy trình này chưa hoàn chỉnh. Tác động của việc bắn phá gió mặt trời trong một số trường hợp quyết liệt hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Những phát hiện này rất quan trọng đối với nhiệm vụ ESA, ông CookiColombo, nhiệm vụ Sao Thủy đầu tiên của châu Âu. Kết quả hiện đã được công bố trên tạp chí hành tinh học Icarus .
Một không gian của đá vỡ
“Gió mặt trời bao gồm các hạt tích điện – chủ yếu là các ion hydro và heli, nhưng các nguyên tử nặng hơn cho đến sắt cũng đóng một vai trò”, giáo sư Friedrich Aumayr từ Viện Vật lý Ứng dụng tại TU Wien giải thích. Những hạt này va vào đá bề mặt với tốc độ 400 đến 800 km mỗi giây và tác động có thể đẩy ra nhiều nguyên tử khác. Những hạt này có thể bay lên cao trước khi chúng rơi trở lại bề mặt, tạo ra một “không gian” xung quanh Mặt trăng hoặc Sao Thủy – một bầu không khí cực kỳ mỏng của các nguyên tử phun ra từ các tảng đá bề mặt bằng cách bắn phá gió mặt trời.
Exosphere này rất được quan tâm cho nghiên cứu không gian bởi vì thành phần của nó cho phép các nhà khoa học suy ra thành phần hóa học của bề mặt đá và việc phân tích exosphere dễ dàng hơn nhiều so với việc hạ cánh tàu vũ trụ trên bề mặt. Vào tháng 10 năm 2018, ESA sẽ gửi tàu thăm dò của hãng CookiColombo đến Sao Thủy, để có được thông tin về các tính chất địa chất và hóa học của Sao Thủy từ thành phần của ngoài vũ trụ.
Vấn đề phí
Tuy nhiên, điều này đòi hỏi một sự hiểu biết chính xác về tác động của gió mặt trời trên các bề mặt đá và đây chính là nơi tồn tại những lỗ hổng quyết định trong kiến thức. Do đó, TU Wien đã nghiên cứu ảnh hưởng của sự bắn phá ion lên wollastonite, một loại đá mặt trăng điển hình. Paul Szabo, nghiên cứu sinh trong nhóm của Friedrich Aumayr, tác giả đầu tiên của ấn phẩm hiện tại cho biết: “Cho đến nay, người ta cho rằng động năng của các hạt nhanh chịu trách nhiệm chính cho quá trình nguyên tử hóa bề mặt đá”. “Nhưng đây chỉ là một nửa sự thật: chúng tôi đã có thể chỉ ra rằng điện tích cao của các hạt đóng vai trò quyết định. Đó là lý do mà các hạt trên bề mặt có thể gây ra nhiều thiệt hại hơn so với suy nghĩ trước đây.”
Khi các hạt của gió mặt trời được tích điện nhân, tức là khi chúng thiếu một vài electron, chúng mang theo một lượng năng lượng lớn được giải phóng trong nháy mắt khi va chạm. “Nếu điều này không được tính đến, ảnh hưởng của gió mặt trời đối với các loại đá khác nhau bị đánh giá sai,” Paul Szabo nói. Do đó, không thể đưa ra kết luận chính xác về các loại đá bề mặt với một mô hình không chính xác từ thành phần của exosphere.
Các proton chiếm phần lớn nhất của gió mặt trời, và do đó trước đây người ta nghĩ rằng chúng có ảnh hưởng mạnh nhất đến đá. Nhưng hóa ra, helium thực sự đóng vai trò chính bởi vì, không giống như các proton, nó có thể được tích điện gấp đôi. Và sự đóng góp của các ion nặng hơn với điện tích thậm chí còn lớn hơn cũng không được bỏ qua. Một sự hợp tác của các nhóm nghiên cứu khác nhau là cần thiết cho những phát hiện này: Các phép đo có độ chính xác cao được thực hiện với một cân bằng vi mô được phát triển đặc biệt tại Viện Vật lý Ứng dụng. Tại mô phỏng máy tính phức tạp VSC-3 của Vienna Science Cluster với các mã được phát triển cho nghiên cứu tổng hợp hạt nhân đã được thực hiện để có thể diễn giải kết quả chính xác.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Công nghệ Vienna . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :