Ảnh minh họa bầu khí quyển carbon monoxide khổng lồ của Pluto. Ảnh: P.A.S. Cruickshank
Pluto được phát hiện ra vào năm 1930 và sau đó được xem là hành tinh nhỏ nhất và ở xa Mặt trời nhất. Kể từ năm 2006, nó bị các nhà thiên văn học xem là ‘hành tinh lùn’, một trong một số ít những vật thể có kích cỡ hàng trăm km quay ở cự li xa xôi phía ngoài cùng của hệ mặt trời, nằm ngoài quỹ đạo của Hải Vương tinh. Pluto là hành tinh lùn duy nhất được biết có khí quyển, tìm thấy vào năm 1988 khi nó làm lu mờ ánh sáng của một ngôi sao ở xa trước khi Pluto đi qua phía trước ngôi sao.
Những kết quả mới, thu được tại Kính thiên văn 15m James Clerk Maxwell ở Hawaii, cho thấy một tín hiệu mạnh của chất khí carbon monoxide. Trước đây, người ta biết khí quyển Pluto dày hơn 100km, nhưng dữ liệu mới tăng độ cao này lên hơn 3000km – bằng một phần tư khoảng cách đến vệ tinh lớn nhất của Pluto, Charon. Chất khí đó cực kì lạnh, khoảng -220 độ Celsius. Một bất ngờ lớn đối với đội nghiên cứu là tín hiệu trên mạnh gấp hai lần giới hạn trên thu được bởi một nhóm khác, họ sử dụng kính thiên văn IRAM 30m ở Tây Ban Nha hồi năm 2000.
“Thật xúc động khi thấy tín hiệu dần hiện ra khi chúng tôi bổ sung thêm nhiều đêm dữ liệu”, phát biểu của tiến sĩ Jane Greaves, lãnh đạo đội nghiên cứu đến từ trường Đại học St Andrews. “Sự thay đổi độ sáng trong thập niên vừa qua là rất đáng chú ý. Chúng tôi nghĩ bầu khí quyển đó có thể đã phát triển về kích thước, hoặc sự dồi dào carbon monoxide có lẽ đã được tăng cường”. Những sự thay đổi như vậy đã được nhìn thấy trước đây nhưng chỉ ở bầu khí quyển tầng thấp, nơi methane – chất khí khác duy nhất từng được nhận dạng – cũng thấy đã biến đổi.
Năm 1989, Pluto tiến đến vị trí gần Mặt trời nhất, một sự kiện tương đối mới mẻ, biết rằng Pluto mất khoảng 248 năm để hoàn thành một vòng quỹ đạo. Các chất khí có lẽ thu được từ sự nung nóng nhiệt mặt trời của băng trên bề mặt, chúng bốc hơi là hệ quả của nhiệt độ hơi cao hơn một chút trong thời kì này. Bầu khí quyển thu được trên có lẽ là yếu ớt nhất trong Hệ Mặt trời, với những lớp trên cùng đang thổi vào trong không gian vũ trụ.
“Độ cao mà chúng tôi thấy carbon monoxide phù hợp với các mô hình về cách thức gió mặt trời làm tước đi khí quyển của Pluto”, bình luận của thành viên đội nghiên cứu, tiến sĩ Christiane Helling, cũng người trường Đại học St Andrews.
Không giống như chất khí nhà kính carbon dioxide, carbon monoxide tác dụng như một chất làm nguội, trong khi methane hấp thụ ánh sáng mặt trời và vì thế tạo ra nhiệt. Sự cân bằng giữa hai chất khí, là những nguyên tố được tìm thấy vết tích trong cái người ta cho rằng là bầu khí quyển với nitrogen lấn át, là thiết yếu cho số phận của nó trong những mùa dài nhiều thập kỉ. Carbon monoxide mới phát hiện có thể giữ vai trò quan trọng trong việc làm giảm sự thất thoát khí quyển – nhưng nếu hiệu ứng làm lạnh là quá lớn, thì nó có thể mang lại những trận tuyết nitrogen và toàn bộ các chất khí bị đóng băng trên mặt đất. “Việc trông thấy một thí dụ của sự biến đổi khí hậu ngoài địa cầu như vậy thật là thú vị”, tiến sĩ Graaves nói. “Bầu khí quyển đơn giản, lạnh lẽo này bị chi phối mạnh bởi nhiệt từ Mặt trời đến có thể cung cấp cho chúng ta những manh mối quan trọng về một số nguyên lí vật lí cơ bản hoạt động như thế nào, và tác dụng như một sự kiểm nghiệm đối chứng để giúp chúng ta hiểu rõ hơn khí quyển của Trái đất”.
Dữ liệu thu được với ‘máy thu A’ của JCMT, một thiết bị đã đi vào hoạt động thường xuyên kể từ thập niên 1990. Tiến sĩ Per Friberg, người thiết kế các mốt quan sát mới và các thủ tục phân tích dữ liệu cho đội, bình luận, “Kết quả này cho thấy làm thế nào chúng ta có thể sử dụng tốt nhất các kính thiên văn và tiếp tục thực hiện những khám phá bất ngờ”. JCMT là chương trình hợp tác của Anh, Canada, và Hà Lan,và hiện sắp bước vào kỉ niệm 25 năm hoạt động. Đội khoa học đã có một hoạt động quan sát Pluto khác theo lịch trình tại JCMT vào cuối tháng tư, và về lâu dài, họ hi vọng tiếp tục theo dõi các biến đổi trong khí quyển Pluto ít nhất là cho đến chuyến bay qua của phi thuyền vũ trụ New Horizons của NASA vào năm 2015.
Nguồn: Đại học St Andrews, PhysOrg.com
