 |
JWST đã chụp được cực quang trên Sao Mộc "sôi sục và nổ tung với ánh sáng" vào Ngày Giáng sinh năm 2023. (Ảnh: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Đài quan sát Paris), Leigh Fletcher (Đại học Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), Jonathan Nichols (Đại học Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb) |
Các nhà khoa học đã hướng Kính thiên văn James Webb ( JWST ) vào cực quang của Sao Mộc và chụp được một màn trình diễn ánh sáng rực rỡ. Họ đã quan sát các đặc điểm thay đổi nhanh chóng trong cực quang rộng lớn của Sao Mộc bằng cách sử dụng máy ảnh hồng ngoại của JWST.
Những phát hiện này có thể giúp giải thích cách bầu khí quyển của Sao Mộc được làm nóng và làm mát, theo một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications .
Đồng tác giả nghiên cứu Jonathan Nichols, nhà nghiên cứu về cực quang tại Đại học Leicester ở Anh, cho biết: "Chúng tôi muốn xem cực quang thay đổi nhanh như thế nào, dự kiến chúng sẽ mờ dần và biến mất một cách chậm chạp, có lẽ trong khoảng một phần tư giờ. Thay vào đó, chúng tôi quan sát thấy toàn bộ vùng cực quang nổ lách tách với ánh sáng, đôi khi thay đổi theo từng giây".
Mạnh hơn hàng trăm lần Cực quang của Trái đất
Cực quang hình thành khi các hạt tích điện năng lượng cao, thường được giải phóng từ mặt trời, va vào các khí trong bầu khí quyển của một hành tinh, khiến khí phát sáng. Từ trường mạnh của Sao Mộc hút các hạt tích điện như electron từ gió mặt trời và từ các vụ phun trào trên mặt trăng Io có nhiều núi lửa, đẩy chúng lao về phía các cực của hành tinh, nơi chúng tạo nên cảnh tượng sáng hơn hàng trăm lần so với Cực quang của Trái đất .
Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu đã quan sát kỹ ánh sáng hồng ngoại phát ra từ cation trihydrogen, H 3 + . Phân tử này hình thành trong cực quang của Sao Mộc khi các electron năng lượng cao gặp hydro trong bầu khí quyển của hành tinh này. Sự phát xạ hồng ngoại của nó giải phóng nhiệt ra khỏi bầu khí quyển của Sao Mộc, nhưng phân tử này cũng có thể bị phá hủy bởi các electron chuyển động nhanh. Cho đến nay, chưa có kính thiên văn trên mặt đất nào đủ nhạy để xác định chính xác H 3 + tồn tại trong bao lâu.
Nhưng bằng cách sử dụng Camera hồng ngoại gần của JWST, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy lượng khí thải H 3 + thay đổi nhiều hơn dự kiến. Họ phát hiện ra rằng H 3 + tồn tại khoảng hai phút rưỡi trong bầu khí quyển của Sao Mộc trước khi bị phá hủy. Điều này có thể giúp các nhà khoa học tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của H 3 + đến việc làm mát bầu khí quyển của Sao Mộc.
Các nhà khoa học cũng tìm thấy một số dữ liệu khó hiểu khi họ quay Kính thiên văn Hubble về phía Sao Mộc cùng lúc. Hubble đã thu được ánh sáng cực tím phát ra từ cực quang, trong khi JWST thu được ánh sáng hồng ngoại. Họ sẽ cần phải kết hợp số lượng lớn các hạt năng lượng rất thấp va chạm vào bầu khí quyển, điều mà trước đây được cho là không thể, để tìm hiểu xem chúng xảy ra như thế nào.
