Hệ mặt trời: Những bất thường chưa thể giải mã…

Vừa qua, tác giả người Anh Ian O’Neil đã đăng tải một bài viết rất đáng chú ý trên trang web chuyên về khoa học vũ trụ Universetoday. Theo đó, ông chỉ ra những vấn đề nghe có vẻ đơn giản nhưng thực chất lại rất hóc búa và khiến giới nghiên cứu tốn rất nhiều công sức tìm hiểu. Đó là tấm lá chắn vô hình xung quanh Trái Đất, sự kỳ dị của sao Hỏa, hay nhiệt độ bất thường trên Mặt Trời.

Lá chắn vô hình

Năm 1958, James Van Allen và cộng sự tại Đại học Iowa (Mỹ) phát hiện một vành bức xạ khổng lồ bao xung quanh Trái Đất, bao gồm hai vòng tròn có hình dạng chiếc bánh rán phía trên Trái Đất, tràn đầy các hạt electron và proton mang năng lượng cao. Vành đai trong có độ cao từ 650 km đến 9.650 km tính từ bề mặt Trái Đất, trong khi đó vành ngoài lớn hơn ở độ cao từ 13.500 km đến 58.000 km. Chúng được giữ cố định bằng từ trường Trái Đất, có thể bị phồng lên và co lại theo thời gian do ảnh hưởng của gió, Mặt Trời và tia vũ trụ. Các hạt năng lượng cao và bức xạ, vốn di chuyển gần bằng với vận tốc ánh sáng, chính là những kẻ giết người vô hình. Không những vậy, chúng còn có thể gây hại cho phi hành gia, ảnh hưởng tới các vệ tinh và hệ thống điện tử trên Trái Đất trong những cơn bão Mặt Trời cường độ cao. Tuy nhiên hầu hết chúng đều không thể tiếp cận bề mặt Trái Đất. Một số hạt năng lượng cao hơn có thể xâm nhập sâu hơn bầu khí quyển, nhưng tất cả đều phải dừng lại ở một khoảng cách nhất định so với mặt đất. Các nhà khoa học vô cùng kinh ngạc, tốn nhiều công sức nghiên cứu nhưng vẫn chưa thể hiểu rõ nguyên nhân và cơ chế của hiện tượng thú vị này.

Khám phá mới nhất của Đại học Colorado Boulder (Mỹ) được công bố xoay quanh một ranh giới “cực kỳ sắc nét” thuộc phần mép bên trong của đai ngoài ở vành Van Allen, các nhà khoa học gọi đây là tấm lá chắn vô hình, ở độ cao khoảng 11.500 km. Nó có thể ngăn chặn các electron “sát thủ” di chuyển siêu nhanh tiến sâu hơn vào bầu khí quyển của Trái Đất. Hiện tượng trên giống như các electron đang bay vào một bức tường kính vô hình trong không gian, rồi đột ngột biến mất. Nhiều ý kiến cho rằng có thể quan sát thấy sự hiện diện rõ ràng của tấm lá chắn này, vì nó hoạt động liên tục và mạnh mẽ để hút các hạt siêu tốc này vào bên trong, tại những vị trí cụ thể.

Đây được coi là một câu đố phi thường, không dễ giải thích như các hiện tượng khoa học thông thường khác. Khám phá này khiến các nhà khoa học phải cân nhắc lại lý thuyết trước kia vốn cho rằng sự suy giảm năng lượng của các hạt cao năng lượng, hay electron siêu tốc, chỉ xảy ra nhờ vào từ trường của Trái Đất. “Gần sáu thập kỷ sau khi phát hiện vành đai bức xạ lần đầu tiên, chúng ta vẫn có thể tìm thấy những điều mới mẻ đến bất ngờ về hiện tượng này, đặc biệt lá tấm lá chắn kỳ lạ đó. Đây là một niềm vui khi có thể tìm thấy những điều mới trong một lĩnh vực tưởng chừng như đã biết. Bây giờ chúng ta cần phải đánh giá kỹ lưỡng lại chính những hiểu biết của giới khoa học trên cả phương diện lý thuyết và quan sát thực nghiệm”, nhà khoa học vũ trụ Daniel Baker tại Đại học Colorado Boulder chia sẻ.

Nhiệt độ khác thường

Cho tới ngày nay, các nhà vật lý học vẫn không ngừng tranh cãi về câu hỏi: tại sao bầu khí quyển xung quanh Mặt Trời lại nóng hơn bề mặt của nó. Những quan sát ban đầu hào quang Mặt Trời bằng kính quang phổ đã tiết lộ: không khí xung quanh mặt trời nóng hơn quang quyển (bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời). Trên thực tế, sức nóng này ngang ngửa với nhiệt độ đo được ở tâm Mặt Trời. Điều này được giải thích như sau: khi bật một bóng đèn điện lên, không khí xung quanh bóng đèn đó không thể nóng hơn cái bóng đèn. Càng lại gần nguồn tỏa nhiệt thì càng cảm thấy nóng hơn, chứ không lạnh đi. Quang quyển của Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 5.726ºC, trong khi đó thể plasma phía trên quang quyển hàng ngàn km có nhiệt độ 999.726oC. Dường như điều này tạo nên một “nghịch lý”, phá vỡ mọi định luật vật lý.

Cùng với đó, giới khoa học cũng tỏ ra băn khoăn về sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cực của Mặt Trời. Tàu không gian Ulysses, con tàu đầu tiên nghiên cứu về Mặt Trời không chỉ từ xích đạo mà còn từ các cực, được phóng thành công vào vũ trụ năm 1990. Con tàu này đã làm việc hơn 17 năm và đã truyền tải về Trái Đất các thông tin giá trị về Mặt Trời như gió của Mặt Trời và các cực. Trong số các kết quả nghiên cứu được, người ta phát hiện ra một hiện tượng khá thú vị: cực Nam của Mặt Trời lạnh hơn cực Bắc.

Nhiệt độ tại cực Nam của Mặt Trời là khoảng 44.000ºC, lạnh hơn 8% so với tại cực Bắc. Với sự trợ giúp của máy quang phổ SWICS gắn trên tàu, các nhà khoa học tiến hành phân tích các thành phần tạo nên gió của Mặt Trời và khám phá ra rằng, chính việc tập trung hàm lượng ion oxi O6+ và O7+ một cách tương đối đã gián tiếp tạo nên nhiệt độ rất lớn, và vị trí 300 triệu km so với Mặt Trời được xem là khoảng cách an toàn đối với tàu Ulysses. Ngạc nhiên hơn, sự khác nhau về nhiệt độ tại các cực lại không phụ thuộc vào từ trường của Mặt Trời. Thậm chí, trong chu kỳ 11 năm của Mặt Trời, sự khác biệt nhiệt độ giữa các cực của nó vẫn không thay đổi.

Các dữ liệu do tàu không gian Ulysses gửi về cho thấy những bất thường về nhiệt độ của Mặt Trời.

Tuy nhiên, các nhà vật lý học nghiên cứu về Mặt Trời đang dần tìm ra nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng bí ẩn này. Nhờ có công nghệ và kỹ thuật quan sát hiện đại, bầu khí quyển xung quanh Mặt Trời sẽ sớm được giải đáp cặn kẽ trong một tương lai không xa. Một lý giải tạm thời cho hai hiện tượng nói trên đó là sự kết hợp của các hiệu ứng từ trong bầu khí quyển xung quanh Mặt Trời, cũng như những “khác biệt” của khí quyển trên các cực.

“Lời nguyền” hành tinh đỏ

Trong số các hành tinh gần gũi với Trái Đất, sao Hỏa vẫn tồn tại nhiều điều bí ẩn nhất đối với con người. Trên bề mặt bán cầu Nam của sao Hỏa, các miệng núi lửa mọc lên san sát, thế nhưng ở bán cầu Bắc chỉ thấy lác đác một vài miệng núi lửa và phần lớn là các bình nguyên núi lửa rộng lớn. Tại sao bán cầu Bắc và bán cầu Nam của sao Hỏa lại khác nhau nhiều đến vậy? Nhiều giả thuyết đã được đưa ra nhằm lý giải cho hiện tượng kỳ lạ này, trong đó, có giả thuyết cho rằng nguyên nhân xuất phát từ vụ va chạm giữa sao Hỏa với một tiểu hành tinh có kích thước tương đương sao Diêm Vương. Thế nhưng, giả thuyết khác lại giải thích rằng, trong giai đoạn địa chất ban đầu, các mảng thạch quyển (lớp vỏ cứng ngoài cùng nhất của các hành tinh có đất đá) đã vô tình “gặp nhau” tại một bán cầu và sau đó “dính vào nhau” tại cùng một vị trí.

Trong quá trình thăm dò sao Hỏa, các nhà khoa học phát hiện có sự gia tăng đột ngột của khí methane. Thông thường, khoảng 90% khí methane trên Trái Đất được tạo ra bởi các sinh vật sống. Do đó câu hỏi đặt ra là không biết khí methane trên sao Hỏa có nguồn gốc từ đâu. Một giả thuyết cho rằng các vi khuẩn đã tạo ra khí methane. Ý kiến khác lại cho rằng một thiên thạch chứa nhiều chất carbon, sau khi đâm vào sao Hỏa, đã tạo ra một lượng carbon dồi dào mà kết hợp với hydro dưới sự tác động của tia cực tím Mặt Trời để tạo ra khí methane. Bí ẩn thứ hai mà các nhà khoa học chưa thể lý giải, đó là vì sao khí methane trên sao Hỏa không xuất hiện thường xuyên mà đôi khi xuất hiện giống như một vụ phun trào núi lửa. Điều này khiến các nhà khoa học đau đầu, vì sau khi được tạo ra khí methane có thể tồn tại ổn định trong khoảng 300 năm.

Trong khi các bí ẩn về sao Hỏa liên tục gây tranh cãi thì các nhà khoa học lại vướng phải khó khăn mới liên quan tới hành tinh đỏ này. Đó là việc liệu có hay không một lời nguyền trên sao Hỏa? Nhiều ý kiến cho rằng tồn tại “một thế lực tàng hình” không cho bất kỳ con tàu vũ trụ nào tiếp cận sao Hỏa.

Thống kê cho thấy, gần 2/3 các con tàu vũ trụ đã biến mất khi đến gần hành tinh này. Các tên lửa của Nga đưa tàu vũ trụ lên sao Hỏa cũng đều bị thất bại. Các vệ tinh của Mỹ đều bị hỏng khi mới đi được một nửa chặng đường. Các thiết bị phóng của Anh sau khi đáp xuống sao Hỏa đều mất tín hiệu liên lạc với Trái Đất. Một bóng đen bí ẩn đã bao trùm lên toàn bộ những nỗ lực tiếp cận sao Hỏa của loài người. Nhiều người tin rằng, hành tinh này được bảo vệ bằng một lời nguyền độc đoán. Tuy nhiên, điều đó có lẽ chỉ là sự thêu dệt của con người. Mà cũng có thể, may mắn vẫn chưa mỉm cười với giới khoa học trong hành trình đi giải mã những hành tinh “hàng xóm” của Trái Đất…