Khí quyển của vệ tinh Io

Io là một trong bốn vệ tinh của sao Mộc mà Galileo đã phát hiện ra sau khi ông hướng chiếc kính thiên văn mới lên trên bầu trời. Chúng gây sốc với ông và những người đương thời của ông vì chúng chứng tỏ rằng các vật thể trên trời có thể quay xung quanh những vật thể khác ngoài Trái đất ra.

alt

Io, vật thể có hoạt động núi lửa mạnh nhất trong hệ mặt trời, nhìn ở phía trước bầu khí quyển nhiều mây của Mộc tinh trong bức ảnh này thu từ phi thuyền Galileo của NASA hiện đang quay xung quanh hành tinh khổng lồ này. Ảnh: NASA

Io đặc biệt tiếp tục gây bất ngờ cho các nhà khoa học. Quỹ đạo của nó ở gần những chóp mây trẻn cùng của Mộc tinh hơn so với khoảng cách từ mặt trăng đến trái đất, và nó chịu sức hút hấp dẫn mạnh của Mộc tinh cùng vành đai bức xạ mạnh của hành tinh mẹ.

Một hệ quả là Io là vật thể có hoạt động núi lửa dữ dội nhất mà người ta từng biết, với các dòng nham thạch, phun trào với những túm vật chất sulfur, và một bầu khí quyển thay đổi gồm các chất khí độc hại. Các quan sát của chuyến bay tiếp cận Voyager hồi năm 1979 làm sáng tỏ nhiều chi tiết trong số này, nhưng nhiều câu hỏi nan giải vẫn còn đó.

Chẳng hạn, ước tính chừng một tấn vật chất phải được phun lên bầu khí quyển của Io trong mỗi giây để bù lại các chất khí thoát ra khỏi khí quyển của nó, nhưng không rõ chúng là chất khí núi lửa hay có lẽ do sự bốc hơi của băng trên bề mặt.

Các nhà thiên văn Arielle Moullet và Mark Gurwell, cùng với hai đồng nghiệp, đã sử dụng Mạng Hạ Mili mét để chụp ảnh bề mặt của Io trong các vạch phổ chủ yếu của sulfur dioxide và, lần đầu tiên, sulfur monoxide và natri chloride.

Họ viết trong số ra mới nhất của tạp chí Icarus rằng ba loại chất khí này dường như tập trung ở phía đối sao Mộc của io, mặc dù có những sự phân bố không gian khác nhau.

Các nhà khoa học kết luận rằng rất có khả năng băng thăng hoa là nguồn gốc của sulfur dioxide, còn sulfur monoxide hóa ra có thể là sản phẩm của sulfur dioxide tương tác với bức xạ. Mặt khác, natri chloride rất có khả năng có nguồn gốc từ núi lửa.

Nhóm nghiên cứu còn suy ra thông tin nhiệt độ và tỉ trọng cho chất khí đó. Các kết quả mới giúp lựa chọn các mô hình đang cạnh tranh nhau của vệ tinh kì quặc này, và nêu bật vai trò của các núi lửa trên các vật thể khác thuộc hệ mặt trời, ngoài trái đất ra.