Stephen Battersby

Các vệ tinh có thể phải cúi đầu nể phục trước những hành tinh khi xét về kích cỡ, nhưng thông thường thì chúng tỏa sáng cho hành tinh bố mẹ thờ ơ, lãnh đạm của chúng. Số vệ tinh đã có tên trong hệ mặt trời đã vượt quá số lượng hành tinh hơn tỉ lệ 20 trên 1, và chúng biểu hiện hết sức đa dạng. Chúng là những thế giới hoàn toàn ‘đủ lông đủ cánh’, thí dụ như Titan, chúng phức tạp như bất kì hành tinh nào. Những bí ẩn mới đang ẩn chứa xung quanh những vệ tinh nhỏ nhất, gần đây nhất, trông như những cái đĩa bay đang bay lượng xung quanh Thổ tinh.

Năm nay sẽ là tròn bốn thế kỉ kể từ khi Gelileo phát hiện ra bốn vệ tinh lớn của Mộc tinh, làm tăng gấp năm lần số lượng vệ tinh mà loài người biết tới tính đến thời điểm đó.

Mời bạn hãy cùng chúng tôi thực hiện một chuyến khám phá đến một số trong những thế giới lạnh lẽo nhất, dữ dội nhất và kì lạ nhất mà chúng ta đã khám phá ra kể từ đấy.

(Ảnh: NASA / JHU-APL / Southwest Research Institute)

Io

Lỗ chỗ những hang lỗ lưu huỳnh, chìm trong bức xạ cường độ mạnh và bị run lắc bởi những đợt phun trào núi lửa liên tục, Io là địa ngục dễ bắt lửa của hệ mặt trời.

Không phải là một điềm lành. (Ảnh: NASA / JPL / Đại học Arizona)

Mặc dù đủ lạnh để bị che phủ trong những lớp sương mù lưu huỳnh đi-ôxit, nhưng vệ tinh lớn nhóm trong này của Mộc tinh là thế giới hoạt động núi lửa dữ dội nhất từng được biết, phun trào nhiều dung nham hơn 100 lần so với tất cả những núi lửa trên Trái đất gộp chung lại, phát ra từ một diện tích bề mặt chỉ bằng 1/12 diện tích mặt đất địa cầu. Bề mặt của Io lốm đốm những hồ sủi bọt của đá tan chảy, hồ lớn nhất trong số chúng, Loki Patera, có bề ngang hơn 200 km.

Từ bất cứ chỗ nào, magma đột ngột trào lên những khe nứt trong lớp vỏ đá, tạo ra những dòng suối dung nham có thể kéo dài 50 km hoặc xa hơn. Phi thuyền New Horizons của NASA đã thu được nhiệt tỏa ra từ một trong những dòng suối lửa này hồi năm 2007 khi phi thuyền bay ngang qua Mộc tinh trên hành trình đến với Pluto.

Một số đợt phun trào của Io đủ mạnh để thổi tung những cột khí và bụi khổng lồ lên cao 500 km vào trong vũ trụ. Điều này có thể xảy ra khi dòng dung nham làm bay hơi những lớp lưu huỳnh đi-ôxit đóng băng trên bề mặt, hoặc khi chất khí bị hòa tan chuyển thành bọt bên trong magma đang dâng lên và thổi tung những mảnh vụn tốc độ cao trên bề mặt vệ tinh.

Toàn bộ sự hoạt động núi lửa kinh hoàng này là do sự ‘đôi co tình yêu’ giữa Mộc tinh và hai chị em một nhà của Io, Europa và Ganymede. Những vệ tinh này có chu kì quỹ đạo gần đúng bằng 2 và 4 lần chu kì của Io, cho nên 3 vệ tinh sắp thẳng hàng với nhau khá thường xuyên. Theo thời gian, những lực kéo giật hấp dẫn khủng khiếp của sự hội ngộ định kì này đã dần dần nắn Io vào một quỹ đạo elip.

Khi Io chuyển động trên quỹ đạo này, sự kìm kẹp của lực hấp dẫn của Mộc tinh có lúc yếu dần, có lúc mạnh dần, làm co giãn đất đá của vệ tinh trên. Những sự kéo căng và co giãn này làm sưởi ấm vệ tinh trong một quá trình gọi là nhiệt thủy triều. Hiệu ứng này trên Io mạnh đến mức nó có thể làm tan chảy đất đá, tạo ra các núi lửa.

Hoạt động núi lửa cực đoan như thế có thể phổ biến trong vũ trụ. Hành tinh mới được khám phá ra gần đây, COROT-7b, chẳng hạn, quay rất gần ngôi sao mẹ của nó và vì thế chịu một sức hút hấp dẫn rất mạnh. Nếu quỹ đạo của nó chỉ hơi dẹt elip một chút, thì sẽ có đủ nhiệt thủy triều để làm cho hành tinh bị phủ đầy dung nham núi lửa. Cho nên, Ion có lẽ đang mang lại cho chúng ta một cái nhìn sơ bộ về những điều kiện trên những những hành tinh ngoại khốc liệt gấp cả triệu lần so với địa ngục.

Bản thân Io có vẻ đang nguội đi, có lẽ vì quỹ đạo của nó kém dẹt hơn so với trước đây. Hàng chục hay hàng trăm triệu năm nữa tính từ bây giờ, sự cộng hưởng quỹ đạo với Europa và Ganymede có khả năng sẽ trở nên đồng bộ, đưa Io vào một quỹ đạo gần như tròn với hầu như không có nhiệt thủy triều. Khi đó, lửa của Ion cuối cùng sẽ lụi dần.

Còn tiếp...

Theo New Scientist