Hình ảnh này của hình lục giác cực bắc nổi tiếng của sao Thổ, được chụp bởi quỹ đạo Cassini, được công bố lần đầu tiên vào năm 2012.
(Ảnh: © NASA / JPL-Caltech / Đại học SSI / Hampton)
Một hình lục giác kỳ lạ xoay quanh cực bắc của Sao Thổ cao hơn nhiều so với các nhà khoa học từng nghĩ, một nghiên cứu mới cho thấy.
Các nhà nghiên cứu thường coi hình lục giác rộng 20.000 dặm (32.000 km) - một luồng phản lực gồm không khí di chuyển với tốc độ khoảng 200 dặm / giờ (320 km / giờ) - như một hiện tượng khí quyển thấp hơn, bị giới hạn trong các đám mây của tầng đối lưu của Sao Thổ.
Tuy nhiên, cấu trúc kỳ lạ thực sự kéo dài khoảng 180 dặm (300 km) trên những ngọn đám mây, lên tầng bình lưu, ít nhất là trong suốt mùa xuân và mùa hè miền Bắc, một nghiên cứu mới cho thấy. [Hình ảnh tuyệt đẹp: Bão hình lục giác kỳ lạ của sao Thổ]
Hình lục giác, bao quanh một xoáy tròn nhỏ hơn nằm ở cực bắc, đã tồn tại ít nhất 38 năm; Tàu vũ trụ Voyager 1 và Voyager 2 của NASA đã phát hiện ra đặc điểm góc nhọn khi chúng bay theo Sao Thổ vào năm 1980 và 1981, tương ứng.
Các nhà khoa học bắt đầu có được cái nhìn chi tiết hơn nhiều về hình lục giác vào năm 2004, khi tàu vũ trụ Cassini của NASA bắt đầu quay quanh hành tinh có vành. Nhưng các quan sát hình lục giác của Cassini bị giới hạn khá nhiều trong tầng đối lưu trong một thập kỷ sau khi đến; Mùa xuân đã không đến phía bắc của Sao Thổ cho đến năm 2009 và nhiệt độ thấp trong tầng bình lưu tiếp tục làm ảnh hưởng đến các phép đo bằng thiết bị đo quang phổ hồng ngoại tổng hợp (CIRS) của đầu dò trong 5 năm nữa.
"Chúng tôi đã có thể sử dụng công cụ CIRS để khám phá tầng bình lưu phía bắc lần đầu tiên từ năm 2014 trở đi", đồng tác giả nghiên cứu Sandrine Guerlet của Phòng thí nghiệm Động lực học tại Pháp, cho biết trong một tuyên bố từ Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) .
Những quan sát này đã được phân tích mới. Và họ tiết lộ một điều bất ngờ: sự hiện diện của một hình dạng quen thuộc cao trên những đám mây.
"Khi cơn lốc cực ngày càng trở nên rõ ràng hơn, chúng tôi nhận thấy nó có các cạnh lục giác và nhận ra rằng chúng tôi đang nhìn thấy hình lục giác tồn tại ở độ cao cao hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây", Guerlet nói thêm.
Sự hình thành của một hình lục giác tầng bình lưu dường như gắn liền với sự nóng lên do sự thay đổi của các mùa, nhóm nghiên cứu đã viết trong nghiên cứu mới. Thật vậy, Cassini đã theo dõi một cơn lốc cao trên cực nam trong những năm đầu tiên ở Sao Thổ, khi bán cầu đó đang tận hưởng mùa hè. (Sao Thổ mất 30 năm Trái đất để quay quanh mặt trời, vì vậy các mùa trên hành tinh có vành đai kéo dài khoảng 7,5 năm.)
Nhưng cơn lốc tầng bình lưu phía nam không phải là hình lục giác. Và các vấn đề cũng không phải là dòng xoáy xoay quanh cực nam thấp hơn, trong các đám mây tầng đối lưu, các nhà nghiên cứu cho biết.
"Điều này có thể có nghĩa là có sự bất cân xứng cơ bản giữa các cực của Sao Thổ mà chúng ta chưa hiểu, hoặc nó có thể có nghĩa là cơn lốc cực bắc vẫn đang phát triển trong những quan sát cuối cùng của chúng ta và tiếp tục làm như vậy sau khi Cassini sụp đổ", tác giả chính của nghiên cứu Leigh Fletcher , của Đại học Leicester ở Anh, cho biết trong cùng một tuyên bố.
Sự sụp đổ đó xảy ra vào ngày 15 tháng 9 năm 2017, khi các thành viên trong nhóm nhiệm vụ đưa Cassini vào một cái chết rực lửa trong bầu khí quyển của Sao Thổ. Quỹ đạo tồn tại lâu trong nhiên liệu thấp và nhóm nghiên cứu muốn đảm bảo Cassini không bao giờ làm ô nhiễm các mặt trăng Saturn Titan và Enceladus - cả hai đều có khả năng hỗ trợ sự sống như chúng ta biết - với các vi khuẩn từ Trái đất.
Sự bất đối xứng giữa bắc và nam chỉ là một bí ẩn liên quan đến xoáy mà các nhà khoa học đang nhai. Một cái khác là hình dạng nổi bật của tính năng phía bắc: Không rõ tại sao luồng phản lực sẽ hình thành một hình lục giác. Dòng máy bay phản lực của trái đất đã không làm điều đó, ví dụ.
Nhiệm vụ Cassini trị giá 3,9 tỷ USD - một nỗ lực chung của NASA, ESA và Cơ quan Vũ trụ Ý - cũng đã thả một tàu đổ bộ có tên Huygens lên bề mặt Titan vào tháng 1 năm 2005. Như nghiên cứu mới cho thấy, dữ liệu thu thập được trong nhiệm vụ vẫn có thể giúp giải quyết một số những bí ẩn khó hiểu của hành tinh vang lên, mặc dù Huygens và quỹ đạo Cassini không còn ở bên chúng ta nữa.
"Tàu vũ trụ Cassini tiếp tục cung cấp những hiểu biết và khám phá mới cho đến tận cùng. Nếu không có tàu vũ trụ có khả năng như Cassini, những bí ẩn này sẽ vẫn chưa được khám phá", nhà khoa học dự án ESA Cassini-Huygens Nicolas Altobelli nói trong cùng một tuyên bố. "Nó chỉ ra những gì có thể được thực hiện bởi một đội quốc tế gửi một nhà thám hiểm robot tinh vi đến một điểm đến chưa được khám phá trước đó - với kết quả tiếp tục trôi chảy ngay cả khi nhiệm vụ đã kết thúc."
Nghiên cứu mới được công bố trực tuyến vào thứ Hai (ngày 3 tháng 9) trên tạp chí Nature Communications.
