Từ trường của sao Mộc đã thay đổi từ những năm 1970 và các nhà vật lý đã chứng minh điều đó.
Đó không hẳn là một bất ngờ. Từ trường của trái đất, trường hành tinh duy nhất mà chúng ta có các phép đo liên tục tốt, luôn thay đổi. Nhưng thông tin mới rất quan trọng, bởi vì những thay đổi nhỏ này tiết lộ các chi tiết ẩn của "máy phát điện" bên trong hành tinh, hệ thống tạo ra từ trường của nó.
Trong một bài báo xuất bản ngày 20 tháng 5 trên tạp chí Nature Astronomy, một nhóm các nhà nghiên cứu đã xem xét dữ liệu từ trường từ bốn nhiệm vụ trong quá khứ đến Sao Mộc (Tiên phong 10, đến Sao Mộc năm 1973; Tiên phong 11, đến Sao Mộc năm 1974; Voyager 1, đạt tới sao Mộc vào năm 1979 và Ulysses, đạt tới sao Mộc vào năm 1992).
Họ đã so sánh dữ liệu đó với bản đồ từ trường của hành tinh do tàu vũ trụ Juno sản xuất, đã tiến hành cuộc thăm dò gần đây nhất và kỹ lưỡng nhất về hành tinh khổng lồ. Năm 2016, Juno quay quanh rất gần Sao Mộc, truyền từ cực này sang cực khác, thu thập dữ liệu từ trường và lực hấp dẫn chi tiết. Điều đó cho phép các nhà nghiên cứu phát triển một mô hình kỹ lưỡng về từ trường của hành tinh và một số lý thuyết chi tiết về cách nó được tạo ra.
Các nhà nghiên cứu đằng sau bài báo này đã chỉ ra rằng dữ liệu từ bốn tàu thăm dò cũ này, mặc dù hạn chế hơn (mỗi lần chúng chỉ bị hành tinh vung lên một lần), không phù hợp với mô hình từ trường năm 2016 của Sao Mộc.
Kimee Moore, nhà khoa học Juno tại Harvard và là tác giả chính của bài báo cho biết: "Tìm kiếm thứ gì đó trong vài phút khi những thay đổi này trong một thứ gì đó to lớn như từ trường của Sao Mộc là một thách thức". "Có một đường cơ sở của các quan sát cận cảnh trong hơn bốn thập kỷ dài đã cung cấp cho chúng tôi dữ liệu vừa đủ để xác nhận rằng từ trường của Sao Mộc thực sự thay đổi theo thời gian."
Một thách thức: Các nhà nghiên cứu chỉ quan tâm đến những thay đổi đối với từ trường bên trong của Sao Mộc, nhưng hành tinh này cũng có từ tính đến từ bầu khí quyển phía trên của nó. Các hạt tích điện từ các vụ phun trào núi lửa trên Io, mặt trăng dễ bay hơi nhất của Sao Mộc, kết thúc trong từ quyển và tầng điện ly của Jovian (một khu vực của các hạt tích điện ở ngoài bầu khí quyển của Sao Mộc) và cũng có thể thay đổi từ trường. Nhưng các nhà nghiên cứu đã phát triển các phương pháp để trừ các hiệu ứng đó khỏi tập dữ liệu của họ, để lại cho họ dữ liệu dựa hoàn toàn vào động lực bên trong của hành tinh.
Vì vậy, câu hỏi là, những gì gây ra những thay đổi xảy ra? Điều gì đang xảy ra trong máy phát điện của sao Mộc?
Các nhà nghiên cứu đã xem xét một số nguyên nhân khác nhau của sự thay đổi từ trường. Dữ liệu của họ phù hợp nhất với dự đoán của một mô hình trong đó gió trong hành tinh thay đổi từ trường.
"Những cơn gió kéo dài từ bề mặt của hành tinh đến hơn 1.860 dặm (3.000 km) sâu, nơi bên trong của hành tinh bắt đầu thay đổi từ khí đốt cho kim loại lỏng có tính dẫn cao", tuyên bố nói.
Trong thực tế, các nhà nghiên cứu không thể nhìn sâu vào Sao Mộc, vì vậy các phép đo độ sâu thực sự là ước tính tốt nhất, với một số điểm không chắc chắn, các nhà nghiên cứu đã viết trong bài báo. Tuy nhiên, các nhà khoa học có những lý thuyết mạnh mẽ để giải thích cách gió hoạt động.
"Chúng được cho là cắt các từ trường, kéo dài chúng và mang chúng đi khắp hành tinh", tuyên bố cho biết.
Hầu hết những thay đổi do gió này dường như tập trung ở Great Blue Spot của Sao Mộc, một vùng có năng lượng từ tính cực mạnh gần xích đạo của Sao Mộc. (Đây không giống với Điểm Đỏ Lớn.) Phần phía bắc và phía nam của điểm xanh đang dịch chuyển về phía đông trên Sao Mộc, và phần ba trung tâm đang dịch chuyển về phía tây, gây ra thay đổi cho từ trường của hành tinh.
"Thật không thể tin được rằng một điểm nóng từ tính hẹp, Great Blue Spot, có thể chịu trách nhiệm cho hầu hết tất cả các biến thể thế tục của sao Mộc, nhưng các con số đã chịu đựng được điều đó", Moore nói. "Với sự hiểu biết mới về từ trường này, trong quá trình khoa học trong tương lai, chúng ta sẽ bắt đầu tạo ra một bản đồ hành tinh về sự biến đổi của sao Mộc. Nó cũng có thể có các ứng dụng cho các nhà khoa học nghiên cứu từ trường Trái đất, vẫn còn nhiều bí ẩn cần giải quyết."
