[Phần mềm di động: BoKeYuan] Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters, các điều kiện khí tượng trên vệ tinh lớn Titan của Sao Thổ dường như có lợi cho sự hình thành của các cơn bão bụi. Titan là vệ tinh giống Trái Đất nhất, kỳ lạ nhất và xa xôi nhất trong hệ mặt trời. Nếu đúng như vậy, những cơn lốc xoáy khô này có thể là tác nhân chính di chuyển bụi trên bề mặt Titan, giống như trên sao Hỏa. Tàu vũ trụ Cassini đã bay quanh hệ thống Sao Thổ từ năm 2004 đến năm 2017, quan sát các cồn cát ở vùng xích đạo của mặt trăng, bao phủ tới 30% bề mặt và một cơn bão bụi lớn.
Brian Jackson, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Boise State ở Idaho và là tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết bụi trên các cồn cát của Titan được cho là xuất phát từ các hạt khí dung hydrocarbon trong bầu khí quyển của Titan. Không giống như các loại đá sạn quen thuộc trên Trái Đất hoặc Sao Hỏa, loại đá này có kết cấu giống như nhựa. Những cơn bão bụi lớn hiếm khi trông ấn tượng, nhưng bão bụi lại đưa nhiều bụi hơn vào khí quyển, ngay cả trên Trái Đất, nơi gió có ảnh hưởng lớn hơn so với sao Hỏa hoặc sao Titan.
Gió trên bề mặt Titan thường rất yếu và có thể không mạnh trừ khi có một cơn bão lớn đi qua, vì vậy bão bụi có thể là một trong những cơ chế vận chuyển bụi chính trên Titan. Bão bụi vẫn chưa được quan sát thấy trên Titan, nhưng các tác giả của nghiên cứu mới đã dự đoán được khả năng xuất hiện của chúng bằng cách áp dụng các mô hình khí tượng vào dữ liệu thu thập được từ bề mặt trong chuyến thăm ngắn của tàu thăm dò Cassini Huygens vào năm 2005. Bão bụi hình thành trong điều kiện khô ráo, tĩnh lặng khi ánh sáng mặt trời làm ấm mặt đất và không khí gần bề mặt.
Bụi bí ẩn
Không khí ấm bốc lên tạo ra các xoáy nước có thể nhìn thấy được, giữ lại cát và bụi. Lốc xoáy bụi có một số đặc tính vật lý giống như lốc xoáy, nhưng chúng luôn khô và không phát triển lớn cũng như có sức tàn phá như lốc xoáy. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa hiểu đầy đủ về cách thức hoạt động của lốc bụi. Khi họ đưa vào các con số về lượng bụi mà một cơn bão bụi có thể tạo ra dựa trên tốc độ gió mà họ nhìn thấy, họ dường như có thể thổi bay nhiều bụi hơn dự kiến. Có thể có cơ chế nào đó khác giúp hút bụi, hoặc công thức này sai.
Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm hiểu sâu hơn bằng cách sử dụng máy bay không người lái nhỏ mang theo thiết bị dự báo thời tiết để theo dõi các cơn bão bụi ở sa mạc Alvord, đông nam Oregon. Vào mùa hè trên sao Hỏa, điều kiện khô hạn bất thường trên Hành tinh Đỏ tạo ra nhiều cơn bão bụi có thể phát triển rất lớn, cao tới 8 km (5 dặm). Vì bầu khí quyển của sao Hỏa rất mỏng nên ngay cả những cơn gió có vận tốc 200 dặm một giờ cũng chỉ gây ra những rung động nhỏ. Điều này làm cho khả năng tạo bụi của lốc xoáy bụi trở nên rất quan trọng đối với việc vận chuyển bụi trên sao Hỏa.
Chúng ta có thể quan sát những cơn lốc bụi bay qua bề mặt sao Hỏa và thấy cấu trúc bên trong của chúng như thế nào, nhưng điều này không cho chúng ta biết chúng thổi bay bao nhiêu bụi. Bầu khí quyển của sao Hỏa thực sự nhiều bụi và bụi đóng vai trò lớn trong việc hình thành khí hậu. Bão bụi có lẽ là một trong những cơ chế quan trọng nhất gây ra bụi, nếu không muốn nói là cơ chế chính. Bão bụi, nếu có, có thể cũng quan trọng như vậy, mặc dù gió bề mặt của Titan thường nhẹ vì lý do ngược lại: Bầu khí quyển của Titan dày đặc hơn Trái Đất 1,5 lần, nhưng lực hấp dẫn của Titan chỉ bằng một phần bảy lực hấp dẫn của Trái Đất, khiến cho bầu khí quyển của Titan khó di chuyển.
Chỉ là bầu không khí rộng lớn và êm dịu. Khi có quá nhiều không khí, việc khuấy động chúng sẽ rất khó khăn, do đó thường không có gió mạnh trên bề mặt Titan. Giống như bầu khí quyển của Trái Đất, bầu khí quyển của Titan chủ yếu là nitơ, nhưng cũng chứa một lượng đáng kể etan và metan, những thành phần chính của khí đốt tự nhiên. Titan là thiên thể duy nhất trong hệ mặt trời ngoài Trái Đất mà các nhà khoa học quan sát thấy bằng chứng về các dòng sông chảy và các hồ nước trên bề mặt, nhưng các nhà khoa học tin rằng trên Titan lạnh giá và xa xôi, những đặc điểm giống Trái Đất này không phải là nước mà là hydrocarbon lỏng.
Dự đoán về bão bụi trong nghiên cứu mới có thể phải đợi đến khi sứ mệnh Dragonfly của NASA tới vào năm 2034 mới được xác nhận. Việc bị một cơn bão bụi tấn công khi đang khám phá bề mặt Titan có thể không gây ra vấn đề gì cho con trực thăng tám cánh quạt lớn này.
Công viên Boco | Nghiên cứu/Từ: Liên đoàn Địa vật lý Hoa Kỳ
Tạp chí tham khảo Geophysical Research Letters
BoKeYuan｜Khoa học, công nghệ, nghiên cứu, khoa học phổ thông
Theo dõi [Bokeyuan] để xem thêm nhiều khoa học vũ trụ đẹp hơn
