Tàu Cassini vẫn làm nhiệm vụ tới giây phút cuối cùng

Sau khi ra mắt vào năm 1997 và tiếp cận hệ thống sao Thổ vào năm 2004, Cassini đã dành 13 năm để khám phá hành tinh này và các mặt trăng của nó. Các dữ liệu và hình ảnh cho thấy nhiều phát hiện khiến các nhà khoa học phải thay đổi cách suy nghĩ về hệ Mặt Trời của chúng ta.

Các nhà thiên văn học đã có thể giải đáp được một số câu hỏi lớn và giải quyết một số khúc mắc về sao Thổ sau khi nghiên cứu những dữ liệu cuối cùng của Cassini. Dưới đây là những thông tin mà họ đã tìm ra.

Có gì trong bầu khí quyển của sao Thổ?

Khi Cassini chìm vào bầu khí quyển phía trên của sao Thổ, đó là thời điểm mà một con tàu vũ trụ tiếp cận gần nhất một hành tinh. Những giây cuối cùng của Cassini đã cung cấp “hương vị đầu tiên” của bầu khí quyển sao Thổ - NASA cho biết.

Trong khoảng một phút, Cassini đã có thể chuyển những dữ liệu mới nhất về thành phần của hành tinh này trong khi ăng-ten của nó vẫn hướng về Trái Đất, với sự trợ giúp từ các máy phát nhỏ. Sau đó, con tàu vũ trụ này đã phân hủy do nhiệt và áp suất cao của bầu khí quyển khó chịu này.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã có những đo lường và bằng chứng trực tiếp cho thấy các phân tử từ các vòng tròn của sao Thổ đang rơi xuống bầu khí quyển của hành tinh này. Mặc dù, những vòng tròn này phần lớn là nước, song các nhà nghiên cứu cũng rất ngạc nhiên khi phát hiện ra khí mê-tan – một thứ không được kỳ vọng tìm thấy trong các vòng tròn hay ở bầu khí quyển phía trên. Phân tích về dữ liệu được lấy từ độ cao thấp nhất vẫn đang được tiến hành.

Cái gì giữ các vòng tròn của sao Thổ ở đúng vị trí?

Một động lực chính cho sứ mệnh Cassini là điều tra các vòng tròn của hành tinh này. Các mô hình đã chỉ ra rằng các vòng tròn sẽ lan ra và biến mất mà không có dạng lực nào giữ chúng đúng vị trí.

Để giải đáp những bí ẩn này, Cassini đã thu thập những quan sát sóng về sóng trong các vòng tròn.

Sóng này là bằng chứng của sự cộng hưởng mặt trăng: trọng lực của các mặt trăng nhỏ của sao Thổ làm chậm lại chuyển động của các vòng tròn và cản trở đà của chúng.

Trong 3 thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã cho rằng mặt trăng Janus của sao Thổ đang giữ vòng tròn A phía ngoài. Nhưng đã có hàng trăm lớp sóng được tạo ra bởi các nguồn khác nhau, gây ra sự chậm lại về trọng lực khiến chúng có thể tạo ra các cạnh của vòng tròn.

Các mặt trăng Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus Mimas và Janus cùng chia sẻ nỗ lực này, giữ lại vòng tròn. Những đo lường của Cassini về khối lượng của các mặt trăng đã giúp xác nhận điều đó.

“Đó là tính mới lạ của ý tưởng này. Không ai tưởng tượng được rằng các vòng tròn lại bị giữ lại bởi một trách nhiệm chung” – Radwan Tajeddine, nhà nghiên cứu thiên văn học ở ĐH Cornell, cũng là người dẫn đầu nghiên cứu vòng tròn cho hay.

Đám mây băng độc hại trên Titan

Càng nhiều nhà thiên văn học tìm hiểu về mặt trăng lớn nhất của sao Thổ - Titan, thì thứ mà họ nhận được càng kỳ lạ. Lớn hơn cả mặt trăng của Trái Đất và sao Thủy, Titan là duy nhất trong hệ Mặt Trời. Nó là mặt trăng duy nhất có các đám mây và bầu khí quyển dày đặc ni-tơ và mê-tan, khiến nó có hình dạng giống như một quả cam mờ.

Titan cũng có chất lỏng trên bề mặt giống như Trái Đất, nhưng các dòng sông, hồ và biển của nó chứa ethane lỏng và mê-tan – thứ tạo ra những đám mây và làm cho khí lỏng rơi xuống từ bầu trời. Nhiệt độ bề mặt của Titan rất lạnh, -290 độ F.

Trong năm nay, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra vinyl cyanide, một phân tử hữu cơ phức tạp có khả năng hình thành các quả cầu giống như màng tế bào – thứ dẫn đến sự sống.

Hiện tại, các dữ liệu của Cassini cho thấy một đám mây băng độc hại khổng lồ trên cực nam của mặt trăng này. Đó là một đóng góp khác cho cấu tạo hóa học phức tạp của Titan – cao hơn các đám mây mưa mê-tan. Đám mây băng này là hỗn hợp của hydrogen cyanide và benzene được cô đặc lại với nhau.

Cassini đã tìm thấy bằng chứng cho điều này ở cực Bắc khi mới bắt đầu sứ mệnh. Phát hiện ở cực Nam xảy ra vào thời điểm cuối trong hành trình 13 năm, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy những thay đổi như vậy theo thời gian.

Trong nhiều năm, những dữ liệu và quan sát của Cassini cho thấy, mặc dù có vẻ không thân thiện với chúng ta, nhưng những mặt trăng như Enceladus và Titan có thể đủ điều kiện cho một vài dạng sự sống nào đó. Và NASA đã không muốn những mặt trăng này hay bất cứ nghiên cứu nào trong tương lai về chúng bị nhiễm các hạt của Trái Đất. Mặc dù Cassini đã ở trong không gian suốt 20 năm, nhưng các vi khuẩn từ Trái Đất vẫn có thể tồn tại trên con tàu vũ trụ này mà không cần không khí, nước hay bất kỳ sự bảo vệ nào khỏi bức xạ.

Những dữ liệu được cung cấp bởi Cassini đang là nguồn tài liệu để các nhà nghiên cứu làm việc trong nhiều tháng và nhiều năm tới. Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra câu trả lời cho những câu hỏi lớn, chẳng hạn như độ dài thực sự của một ngày trên sao Thổ.

“Có những người sẽ phải dành cả sự nghiệp của mình để phân tích dữ liệu từ Cassini. Theo một nghĩa nào đó, công việc mới chỉ bắt đầu” – Linda Spilker, nhà khoa học của dự án trong Phòng thí nghiệm động cơ phản lực của NASA, nói.

Nguyễn Thảo (Theo CNN)