Trái đất và Sao Diêm Vương có nhiều điểm chung. Trái đất là một thế giới sống động, sôi động, trong khi Sao Diêm Vương lạnh lùng, xa cách và vô hồn. Nhưng có một điểm chung họ có là nitơ. Khí quyển Trái đất có khoảng 78% nitơ và thành phần khí quyển chính của Sao Diêm Vương cũng là nitơ, mặc dù tỷ lệ chính xác không rõ ràng.
Trên Sao Diêm Vương, nơi nhiệt độ bề mặt khoảng 42 Kelvin (-231 độ C) phần lớn lượng nitơ đó bị đóng băng. Một nghiên cứu mới cho biết, nitơ đông lạnh Pluto, điều khiển gió hành tinh, và định hình các bề mặt đặc trưng của nó.
Trước khi tàu vũ trụ NASA mới của Horizons đến Sao Diêm Vương, chúng ta đã không biết nhiều về hành tinh hoặc các đặc điểm bề mặt của nó. Khi tàu vũ trụ đến vào tháng 7 năm 2015, tất cả chúng ta đều ngạc nhiên khi thấy Sao Diêm Vương là một nơi năng động hơn nhiều so với chúng ta nghĩ. Nó cũng là khi chúng ta lần đầu tiên nhìn thấy Tombaugh Regio, một khu vực rộng lớn, có màu sáng trên bề mặt hành tinh.
Tombaugh Regio là một nơi rất kỳ lạ, dù sao đối với mắt người. Nó có hai thùy lớn làm cho nó trông giống như một trái tim và đôi khi các nhà thiên văn học gọi nó là Trái tim của Sao Diêm Vương. Thùy phía tây được gọi là Sputnik Planitia, và nó có những ngọn núi cao 6200 mét (Tenzing Montes, trước đây là Norgay Montes) làm bằng băng nước và một vùng đồng bằng rộng lớn được bao phủ trong băng nitơ.
Một bài báo mới nói rằng trữ lượng nitơ khổng lồ trong Sputnik Planitia điều khiển gió Pluto, và định hình bề mặt của hành tinh. Bài báo có tiêu đề Trái tim đập Pluto Trái tim đập điều hòa sự lưu thông khí quyển: kết quả từ độ phân giải cao và mô phỏng khí hậu nhiều năm. Nó được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý. Tác giả chính là Tanguy Bertrand, một nhà vật lý thiên văn và nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm nghiên cứu NASA Am Ames.
Sao Diêm Vương có một số bí ẩn cho mọi người.
Tanguy Bertrand, Tác giả chính, Trung tâm nghiên cứu Ames
Hầu hết khí quyển mỏng Pluto, là nitơ, và cũng có một lượng nhỏ carbon dioxide và metan. Một lượng lớn nitơ đông lạnh nằm ở Sputnik Planitia, và vào ban ngày, nhiệt độ tăng đủ để làm thăng hoa nó, biến nó thành hơi nước. Vào ban đêm, quá trình đảo ngược và nitơ đóng băng một lần nữa, rơi xuống bề mặt. Mỗi khi chu kỳ lặp lại, nó hoạt động giống như một cái bơm, hay một trái tim nhịp tim của J., bơm gió nitơ trên khắp hành tinh.
Luồng gió đó chạy theo hướng ngược lại với vòng quay hành tinh, và nó có thể chịu trách nhiệm cho các đặc điểm bề mặt khác thường trên hành tinh. Khi gió mỏng, giàu nitơ thổi dọc theo bề mặt, nó vận chuyển nhiệt, các hạt băng và các hạt sương mù để tạo ra các vệt gió tối và đồng bằng trên khắp khu vực phía bắc và tây bắc.
Tanguy Bertrand, một nhà vật lý thiên văn và nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm nghiên cứu NASA tại Ames ở California và là tác giả chính của nghiên cứu.
Vùng Sputnik Planitia, hay thùy trái của trái tim Pluto, có độ cao thấp hơn phần còn lại của hành tinh và nó chứa hầu hết nitơ. Sputnik Planitia là một tảng băng dài 1.000 km (620 dặm) nằm trong lưu vực sâu 3 km (1,9 dặm). Thùy phải chủ yếu là vùng cao và sông băng nitơ.
Trước khi có những chân trời mới, mọi người đều nghĩ rằng Sao Diêm Vương sẽ trở thành một quả bóng lưới - hoàn toàn bằng phẳng, gần như không có sự đa dạng, theo ông Patrick Bertrand trong một thông cáo báo chí. Nhưng nó hoàn toàn khác nhau. Nó có rất nhiều cảnh quan khác nhau và chúng tôi đang cố gắng hiểu những gì đang diễn ra ở đó.
Để mô tả bầu không khí sao Diêm Vương mỏng như một cách nói nhỏ. Nó khác mỏng hơn khoảng 100.000 lần so với Trái đất. Vậy làm thế nào để gió trong một bầu không khí mỏng hình thành cảnh quan?
Nhóm nghiên cứu của Bertrand lấy dữ liệu từ chuyến bay mới của Diêm vương tinh, và sau đó xây dựng mô hình dự báo thời tiết để mô phỏng gió nitơ.
Nhóm nghiên cứu tìm thấy rằng những cơn gió trên 4 km (2,5 dặm) đòn giáng mạnh vào phía tây, mà là theo hướng ngược lại của spin của Pluto. Khi nitơ đông lạnh ở Tombaugh Regio thăng hoa thành hơi ở phía bắc, sau đó lại trở thành băng ở phía nam, chuyển động đó kích hoạt những cơn gió phía tây. Tình huống này có khả năng là duy nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta, ngoại trừ có thể là Triton, mặt trăng Sao Hải Vương.
Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy một luồng gió khác. Đây là một cơn gió mạnh, di chuyển nhanh gần bề mặt. Nó thổi dọc theo rìa phía tây của lưu vực Sputnik Planitia. Có những kiểu gió tương tự trên Trái đất, đi theo đường viền của cảnh quan.
Gió được điều khiển bởi hơi nitơ ngưng tụ lại thành băng, theo nghiên cứu. Các vách đá trên cao của Sputnik Planitia giữ không khí lạnh bên trong lưu vực. Khi nó lưu thông ở đó, nó trở nên mạnh mẽ hơn.
Nếu nhịp tim nitơ của Sao Diêm Vương đang điều khiển những cơn gió này, họ có thể giải thích những vệt gió và vùng đồng bằng tối phía tây Sputnik Planitia. Nếu gió mang lại đủ nhiệt để làm ấm bề mặt, điều đó có thể gây ra các vệt và đồng bằng. Hoặc nó có thể lắng đọng các hạt sương mù, có thể làm tối và ăn mòn băng. Và nếu gió thổi theo hướng ngược lại thì có nghĩa là cùng hướng với Pluto, xoay tròn, thì phong cảnh có thể rất khác.
Cóc Sputnik Planitia có thể quan trọng đối với khí hậu Sao Diêm Vương cũng như đại dương đối với khí hậu Trái đất, theo ông Patrick Bertrand. Nếu bạn loại bỏ Sputnik Planitia - nếu bạn loại bỏ trái tim của Sao Diêm Vương - bạn đã giành được một vòng tuần hoàn, anh ấy nói thêm.
Đặc điểm nổi tiếng nhất của người Viking trên Sao Diêm Vương có lẽ là địa hình mờ. Địa hình mờ là những cánh đồng có hình dạng đất liền, lởm chởm, được làm từ băng metan chủ yếu. Họ đã tìm thấy ở độ cao gần xích đạo. Chúng có thể là một tạo tác của trái tim Diêm vương đập trái tim nitơ?
Trong bài báo của mình, các nhà nghiên cứu cho biết, săn bắn trong thời gian tích tụ xích đạo của băng CH4 (metan), vòng quay retro và bơm khí lạnh N2 từ Sputnik Planitia có thể vận chuyển và đẩy khí CH4 về phía tây, do đó, nó ủng hộ sự tích tụ băng CH4 ở các kinh độ cực tây (nghĩa là phía đông Sputnik Planitia) dẫn đến sự hình thành Địa hình Bladed ở đó.
Họ cũng nói rằng, Voi, các rặng núi (lưỡi kiếm, dữ) của các mỏ địa hình Bladed hiển thị hướng N-S chiếm ưu thế, cũng có thể bắt nguồn một phần từ chế độ lưu thông khí quyển đặc biệt này.
Cho đến nay, dường như không chắc chắn nếu những cơn gió nitơ này có thể gây ra địa hình mờ. Nhưng nhóm dự định sẽ thử và tìm hiểu. Trong tương lai, chúng tôi có kế hoạch khám phá thêm những ý tưởng này và điều tra các quá trình dẫn đến sự bất cân xứng theo chiều dọc và sự hình thành địa chất đặc biệt này, bằng cách sử dụng mô phỏng GCM dài hạn có độ phân giải cao.
Trong kết luận của họ, các tác giả cho biết, công việc của chúng tôi xác nhận rằng mặc dù bề mặt đóng băng và bầu không khí khó khăn, khí hậu Pluto nhiệt vẫn hoạt động đáng kể. Chủ động hơn nhiều so với bất cứ ai có thể nghĩ.
Chân trời mới không thể đi vào quỹ đạo quanh Sao Diêm Vương. Điều đó khó thực hiện, và đó chưa bao giờ là nhiệm vụ của nó. NASA đang xem xét một quỹ đạo Sao Diêm Vương trong tương lai, nhưng trong thời gian đó, mọi thứ chúng ta học được về hành tinh lùn băng giá, chúng ta đã học được từ một lần bay. Mặc dù vậy, chúng tôi đã học đủ để bị thu hút và muốn biết thêm về thế giới bí ẩn, hấp dẫn này.
Diêm vương Pluto có một số bí ẩn đối với mọi người, Giáo sư Bertrand nói.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: PLUTO dienS ICY HEART MAKES WINDS BLOW
- Tài liệu nghiên cứu: Tim đập trái tim Pluto điều hòa tuần hoàn 2 khí quyển: kết quả từ độ phân giải cao và 3 mô phỏng khí hậu số nhiều năm
- Tạp chí Vũ trụ: NASA hiện đang xem xét Nhiệm vụ Tàu quỹ đạo Sao Diêm Vương
