Các nhà khoa học thuộc Cơ quan Hàng không vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đã tiến hành quan sát ban đầu về một cơn bão cực trên hành tinh Sao Thiên Vương.
Nhờ vào sự đặc biệt của vị trí của hành tinh khổng lồ này trên quỹ đạo dài quanh Mặt trời, các nhà khoa học đã sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất để thu thập dữ liệu mà trước đây chưa từng có.
Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học của NASA có được bằng chứng mạnh mẽ về một cơn bão cực trên Sao Thiên Vương. Bằng cách theo dõi sóng vô tuyến phát ra từ khối băng khổng lồ trên hành tinh, họ đã phát hiện ra hiện tượng xoáy ở cực bắc. Các khám phá này xác nhận một sự thật quan trọng về bầu khí quyển của tất cả các hành tinh đá hoặc khí trong hệ Mặt trời của chúng ta: Bất kể chúng được hình thành chủ yếu từ đá hay khí, bầu khí quyển của chúng đều có dấu hiệu của một vòng xoáy ở các cực.
Trước đây, các nhà khoa học đã biết rằng cực nam của Sao Thiên Vương có sự tồn tại của hiện tượng xoáy. Hình ảnh mây mêtan tại cực nam, chụp bởi tàu thám hiểm Voyager 2 của NASA, đã chỉ ra rằng gió ở trung tâm cực quay nhanh hơn so với các vùng khác của cực. Tuy nhiên, các phép đo hồng ngoại từ các nhiệm vụ thám hiểm không ghi nhận sự thay đổi nhiệt độ. Nhưng những khám phá mới, được công bố trong tạp chí Geophysical Research Letters, đã tiết lộ những thay đổi này.
Bằng việc sử dụng đĩa ăng-ten vô tuyến khổng lồ của Hệ thống Very Large Array tại New Mexico, các nhà khoa học đã tiến hành quan sát dưới những đám mây của người khổng lồ băng và phát hiện rằng không khí tại cực bắc có dấu hiệu ấm hơn và khô hơn – đây là dấu hiệu của một cơn bão mạnh. Dữ liệu thu thập được vào các năm 2015, 2021 và 2022 đã cung cấp cái nhìn sâu hơn về bầu khí quyển của Sao Thiên Vương so với bất kỳ thời điểm nào trước đây.
“Từ những quan sát này, chúng ta đã thu thập được nhiều thông tin mới về Sao Thiên Vương. Hành tinh này hoạt động động năng động hơn rất nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ,” tác giả chính Alex Akins thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Nam California chia sẻ. “Sao Thiên Vương không chỉ đơn giản là một quả bóng khí màu xanh. Dưới vẻ bề ngoài đó, có rất nhiều sự diễn ra.”
Vị trí của Sao Thiên Vương trên quỹ đạo đã làm cho nó trở nên đặc biệt hơn trong những ngày gần đây. Đây là một hành trình dài quanh Mặt trời cho hành tinh này, mất 84 năm để hoàn thành một chu kỳ đầy đủ, và trong vài thập kỷ qua, các cực không hướng về Trái đất. Từ khoảng năm 2015, các nhà khoa học đã có cái nhìn rõ ràng hơn và có thể nghiên cứu sâu hơn về bầu khí quyển tại khu vực cực của Sao Thiên Vương.
Thành phần của một cơn lốc xoáy
Lốc xoáy trên Sao Thiên Vương có hình dạng nhỏ gọn và bao gồm không khí khô và ấm tại lõi, tương tự như những cơn lốc mà tàu Cassini của NASA đã phát hiện trên Sao Thổ. Nhờ những khám phá mới, ta đã xác định được sự tồn tại của lốc xoáy (xoay theo cùng hướng với quỹ đạo của hành tinh) hoặc phản xoáy thuận (xoay theo hướng ngược lại) tại các cực trên tất cả các hành tinh trong hệ Mặt trời trừ Sao Thủy, hành tinh không có khí quyển đáng kể.
Tuy nhiên, khác với cơn bão trên Trái đất, lốc xoáy trên Sao Thiên Vương và Sao Thổ không được hình thành trên mặt nước (vì không có hành tinh nào được biết đến có nước trong trạng thái lỏng) và chúng không di chuyển trôi dạt, mà được mắc kẹt tại các cực. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục theo dõi sát sao để xem cơn lốc mới được phát hiện trên Sao Thiên Vương này sẽ phát triển như thế nào trong những năm tới.
“Liệu lõi ấm mà chúng tôi quan sát có đại diện cho sự lưu thông nhanh như chuyến du hành không? Hay có những lốc xoáy chồng chất lên nhau trong bầu khí quyển của Sao Thiên Vương?” Akins đặt câu hỏi. “Thực tế là chúng ta vẫn đang khám phá những khía cạnh cơ bản như vậy về cách thức hoạt động thực sự của bầu khí quyển Sao Thiên Vương. Điều này thực sự kích thích tôi để tìm hiểu thêm về hành tinh bí ẩn này.”
Năm 2023, Cuộc khảo sát Thập kỷ về Khoa học Hành tinh và Sinh vật học Vũ trụ của Viện Hàn lâm Quốc gia đã ưu tiên khám phá Sao Thiên Vương. Để chuẩn bị cho nhiệm vụ này, các nhà khoa học hành tinh đang tập trung củng cố kiến thức của họ về hệ thống băng khổng lồ đầy bí ẩn trên Sao Thiên Vương.