Vì sao những đám mây của Sao Hải Vương biến mất ?

Lỗi của Mặt Trời

Nhóm các nhà khoa học được dẫn đầu bởi Imke de Pater, Giáo sư thiên văn học danh dự tại Trường Đại học California ở Berlerley (Mỹ) đã xem xét dữ liệu mà NASA chụp sao Hải Vương từ năm 1994 đến năm 2022 và nhận ra điều kỳ lạ: Từ năm 2019, quanh các vĩ độ trung bình, độ che phủ của mây bắt đầu mờ dần. Cuối cùng, tất cả bằng chứng về những đám mây hoàn toàn biến mất.

“Tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy các đám mây biến mất nhanh như thế trên sao Hải Vương. Về cơ bản, chúng tôi thấy hoạt động của đám mây giảm dần trong vòng vài tháng”, GS.TS Imke de Pater nói. Bị hấp dẫn bởi phát hiện này, Imke de Pater và các đồng nghiệp quyết định đào sâu nghiên cứu và họ nhận thấy rằng, các đám mây của Sao Hải Vương có mối liên hệ chặt chẽ với Mặt Trời và chu kỳ hoạt động kéo dài 11 năm của nó vốn đang gây nhiều phiền toái cho Trái Đất.

Bất chấp vẻ ngoài của nó, Mặt Trời không hẳn là một vùng đất nóng rực. Thay vào đó, nó giống một đại dương khổng lồ hình quả cầu được tạo thành từ các hạt tích điện, được gọi chung là plasma, có nghĩa là cấu trúc của nó thường có thể chảy xung quanh và tự hình thành theo thời gian. Cùng với chuyển động như vậy, từ trường của Mặt Trời, liên quan trực tiếp đến tất cả các hạt tích điện đó, bị rối lên. Khi các trường này trở nên rối rắm, chúng ngày càng tạo ra "căng thẳng" lên ngôi sao chủ của chúng ta cho đến khi quả cầu phát sáng màu vàng không thể xử lý được nữa. Vì thế, cứ sau 11 năm, từ trường của Mặt Trời đảo ngược, nghĩa là cực Bắc trở thành cực Nam và ngược lại.

Trong suốt 11 năm đó, một loạt hiện tượng khác cũng xảy ra do sự thay đổi từ trường. Ví dụ, các nút thắt từ trường có thể dẫn đến tăng số lượng và cường độ của các vết lóa mặt trời, là sự phóng bức xạ cực mạnh vào không gian. Những ngọn lửa này đôi khi có thể mạnh đến mức chúng thậm chí làm cản trở các vệ tinh xoay quay quanh Trái đất. Và chúng thường liên quan đến các vụ phun trào plasma khổng lồ của Mặt Trời được gọi là sự phun trào khối lượng vành nhật hoa, có thể bao phủ hành tinh của chúng ta bằng các hạt tích điện, tạo ra các đốm sáng nhỏ tạm thời.

Nhưng quan trọng nhất đối với phân tích về sao Hải Vương, một hiện tượng được biết  xảy ra trong chu kỳ Mặt Trời là Mặt Trời phát ra một loạt bức xạ cực tím khi từ trường của nó chuyển đổi. Một cách tự nhiên, toàn bộ tình huống này ảnh hưởng đến một hoặc hai hành tinh, bao gồm cả sao Hải Vương, mặc dù hành tinh xa xôi lộng gió này nằm cách Mặt Trời khoảng 4,5 tỷ km.

Các đám mây đi đâu?

Để phân tích sự biến mất của các đám mây của sao Hải Vương và nơi chúng có thể đến, các nhà khoa học đã thu thập những hình ảnh tuyệt đẹp của hành tinh này trong 30 năm được chụp bởi kính viễn vọng không gian Hubble của NASA và đài quan sát W. M. Keck ở Hawaii. Những gì họ tìm thấy là dường như có một mối tương quan rõ ràng giữa số lượng các đám mây trên sao Hải Vương và điểm mà tại đó, chu kỳ 11 năm của Mặt Trời tự hình thành. Cụ thể hơn, khoảng hai năm sau đỉnh của chu kỳ, hay còn gọi là sự đảo lộn từ trường, sao Hải Vương có một số đám mây đặc bao phủ. Chỉ sau đỉnh điểm đó, những đám mây dường như biến mất trên bầu khí quyển hydro, heli và metan của hành tinh này. (Hàm lượng khí metan là thứ khiến sao Hải Vương trông rất xanh).

Có khả năng, điều này có nghĩa là bức xạ tia cực tím của Mặt Trời - mạnh nhất ở cực đại của Mặt Trời - có thể đang thúc đẩy phản ứng quang hóa, gây ra bởi sự hấp thụ năng lượng dưới dạng ánh sáng, để tạo ra lớp mây của sao Hải Vương. Phản ứng này mất khoảng hai năm để có hiệu lực và điều này giải thích tại sao, hai năm sau khi đạt cực đại năng lượng Mặt Trời, nhóm nghiên cứu đã phát hiện rất nhiều đám mây bao quanh sao Hải Vương. "Những dữ liệu đáng chú ý này cung cấp cho chúng tôi bằng chứng mạnh mẽ nhất cho thấy, lớp mây bao phủ sao Hải Vương tương quan với chu kỳ của Mặt Trời", GS.TS Imke de Pater giải thích.

Hơn nữa, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng, khi nhiều mây bao quanh, hành tinh màu xanh này càng sáng hơn vì có nhiều ánh sáng Mặt Trời phản chiếu từ những đám mây đó. “Mối tương quan tiềm ẩn của sự thay đổi độ sáng trong sao Hải Vương với sự thay đổi của các mùa và chu kỳ hoạt động của Mặt Trời đã được khám phá. Nhưng cho đến nay, vẫn chưa xác định được nguyên nhân nào (mặc dù các hiệu ứng theo mùa rất có thể quan trọng) ảnh hưởng đến những thay đổi dần dần chậm chạp này. Các biến thể lâu dài về độ sáng phải có nguồn gốc khác”, các nhà nghiên cứu viết trong bài báo. Đi vào một số chi tiết được đề cập trong báo cáo, các nhà khoa học khẳng định, đây là kết quả của việc xem xét 2,5 chu kỳ hoạt động của Mặt Trời được ghi lại trong khoảng thời gian ba thập kỷ quan sát sao Hải Vương. Trong thời gian này, về phát hiện độ sáng đó, các nhà nghiên cứu nói rằng "độ phản xạ" của hành tinh này tăng lên vào năm 2002, mờ đi vào năm 2007, trở nên sáng trở lại vào năm 2015, sau đó tối đi vào năm 2020 - khi các đám mây dường như đã biến mất hoàn toàn.

"Ngay cả bây giờ, 3 năm sau, những hình ảnh gần đây nhất mà chúng tôi chụp vào tháng 6 vừa qua vẫn cho thấy những đám mây chưa quay trở lại mức cũ. Điều này cực kỳ thú vị và bất ngờ, đặc biệt là khi giai đoạn hoạt động của đám mây thấp trước đây của sao Hải Vương gần như không kịch tính và kéo dài", Erandi Chavez, nghiên cứu sinh tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian cho biết. Tất cả những thay đổi này đều có thể nhìn thấy rõ ràng trong các hình ảnh do nhóm cung cấp và nó càng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy trì các đài quan sát như Keck và Hubble. Carlos Alvarez, nhà thiên văn học tại Đài quan sát Keck và là đồng tác giả của nghiên cứu chia sẻ: “Thật thú vị khi có thể sử dụng kính viễn vọng trên Trái Đất để nghiên cứu khí hậu của một hành tinh cách xa chúng ta hơn 4 tỷ km”.

Trong tương lai, Carlos Alvarez và các đồng nghiệp sẽ tiếp tục theo dõi hoạt động của các đám mây tại sao Hải Vương để xem khi nào chúng quay trở lại. Trên thực tế, trong vài năm qua, khi tia bức xạ của Mặt Trời tăng lên một chút, họ đã chứng kiến sự hồi sinh của một số đám mây. “Chúng tôi đã nhìn thấy nhiều đám mây hơn trong các bức ảnh được chụp gần đây nhất, cùng thời điểm kính viễn vọng không gian James Webb của NASA quan sát hành tinh này. Những đám mây này đặc biệt được nhìn thấy ở các vĩ độ phía Bắc và ở độ cao hơn, đúng như dự đoán từ sự gia tăng quan sát được của thông lượng tia cực tím Mặt Trời trong khoảng hai năm qua”, GS.TS Imke de Pater chia sẻ và nhấn mạnh: “Vì vậy, cũng đừng quá lo lắng cho sao Hải Vương. Những đám mây của hành tinh này sẽ trở lại đúng lúc”.