Giải đáp bí ẩn về Sao Thiên Vương mà các nhà khoa học vật lộn gần 40 năm

Tàu Voyager 2 của NASA là phương tiện duy nhất cho đến nay đã bay gần Sao Thiên Vương. Điều này diễn ra vào năm 1986 khi tàu Voyager 2 đã cung cấp những dữ liệu quý giá về nhiệt độ đối với tầng nhiệt của Sao Thiên Vương nằm ở độ cao lên tới 50.000 km.

Các nhà khoa học đau đầu tìm hiểu lý do tầng nhiệt của Sao Thiên Vương ngày càng lạnh hơn.

Dữ liệu cho thấy, các nguyên tử và phân tử trong tầng đối lưu của Sao Thiên Vương được nung nóng tương tự như các hạt trong tầng nhiệt của Trái Đất nhờ vào năng lượng bức xạ cực tím từ Mặt Trời. Theo thông tin từ Voyager 2, nhiệt độ ở các tầng trên của tầng nhiệt của Sao Thiên Vương đạt tới 500°C, trong khi nhiệt độ trong tầng nhiệt của Trái Đất có thể lên tới 1.500°C hoặc thậm chí 2.000°C.

Ngoài dữ liệu từ Voyager 2, các nhà khoa học cũng có thể đo nhiệt độ trên tầng nhiệt của Sao Thiên Vương từ Trái Đất thông qua các ion hydro ba nguyên tử phát ra photon trong phạm vi cận hồng ngoại. Tuy nhiên, những phép đo đang khiến các nhà nghiên cứu bối rối khi nhận thấy tầng nhiệt của Sao Thiên Vương ngày càng lạnh hơn, bất chấp chu kỳ 11 năm hoạt động của Mặt Trời và các thay đổi theo mùa.

Nghiên cứu từ nhóm của Tiến sĩ Adam Masters giúp tìm ra nguyên nhân cho hiện tượng này.

Giờ đây, một nghiên cứu mới do Tiến sĩ Adam Masters từ Khoa Vật lý tại Đại học Hoàng gia London (Anh) dẫn đầu đã đưa ra lời giải thích cho sự bất thường này. Theo nhóm nghiên cứu, nhiệt độ của tầng nhiệt của Sao Thiên Vương chủ yếu bị ảnh hưởng bởi năng lượng của gió mặt trời, thay vì các photon như ở Trái Đất. Kể từ năm 1990, áp suất trung bình của gió mặt trời đã giảm, chủ yếu do sự suy giảm của các electron, proton và ion nặng.

Sự giảm áp suất này đã khiến từ quyển của Sao Thiên Vương giãn nở và ảnh hưởng đến nhiệt độ của tầng nhiệt. Trong khi Trái Đất được bù đắp bởi năng lượng từ các photon của Mặt Trời, Sao Thiên Vương lại không nhận được lượng ánh sáng đủ để làm nóng lớp vỏ khí của nó. Khi áp lực gió mặt trời giảm, lớp vỏ khí của Sao Thiên Vương nở ra khiến plasma từ Mặt Trời khó tiếp cận bề mặt hành tinh hơn và dẫn đến sự giảm nhiệt độ.

Phát hiện mới có thể giúp mở ra khả năng nghiên cứu về sự sống trên các hành tinh khác.

Nghiên cứu này giúp giải thích hiện tượng bất thường trên Sao Thiên Vương khi nhiệt độ của hành tinh này được ghi nhận đã giảm một nửa kể từ năm 1986, một điều chưa từng được quan sát trên bất kỳ hành tinh nào trong hệ mặt trời. Hơn nữa, phát hiện này còn mở ra khả năng nghiên cứu các ngoại hành tinh trong các hệ sao khác, từ đó đưa ra những kết luận về từ quyển của chúng và khả năng tồn tại sự sống. Từ quyển là lớp bảo vệ chống lại bức xạ ion hóa, và việc hiểu rõ về nó là điều cần thiết để đánh giá khả năng sinh sống của các hành tinh khác.