Vành đai sao Thổ không chỉ là vật trang trí đẹp đẽ cho hành tinh mà còn giúp các nhà khoa học hiểu được những gì đang xảy ra sâu bên trong lõi hành tinh. Nghiên cứu được xuất bản ngày 16.8 trên tạp chí Nature.
Dùng hệ thống vành đai rộng nhất Hệ Mặt trời như máy đo địa chấn, các nhà khoa học đã nghiên cứu được các quá trình diễn ra trong sao Thổ và xác định lõi của hành tinh này khá không rõ ràng.
Lõi sao Thổ không phải khối cầu đặc như của Trái đất mà dường như là khối "súp" đá, băng và chất lỏng kim loại chảy xung quanh, ảnh hưởng đến lực hấp dẫn của hành tinh.
Nghiên cứu mới sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh Cassini của NASA, vốn quay quanh sao Thổ và các mặt trăng của hành tinh này trong 13 năm từ năm 2004 đến 2017.
Năm 2013, dữ liệu từ sứ mệnh của NASA lần đầu tiết lộ rằng, vành đai trong cùng của sao Thổ, vòng D, xảy ra gợn sóng và xoáy theo cách không thể hoàn toàn giải thích được bằng những hiểu biết về lực hấp dẫn của các mặt trăng của hành tinh.
Nghiên cứu mới về sao Thổ đã xem xét những chuyển động này trong các vành đai của hành tinh một cách chi tiết hơn để hiểu sâu hơn về các tiến trình bên trong hành tinh.
"Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể thăm dò địa chấn cấu trúc của một hành tinh khí khổng lồ và kết quả thật đáng ngạc nhiên" - Jim Fuller, giáo sư trợ lý về vật lý thiên văn lý thuyết tại Caltech của NASA, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ.
Lõi của sao Thổ không chỉ sánh đặc mà còn trải rộng khoảng 60% đường kính của hành tinh, tức lớn hơn nhiều so với ước tính trước đây. Phân tích cho thấy lõi sao Thổ có thể nặng gấp 55 lần toàn bộ Trái đất.
Tác giả chính của nghiên cứu, Christopher Mankovich, học giả nghiên cứu sau tiến sĩ về khoa học hành tinh, trong nhóm của Jim Fuller, giải thích rằng, những chuyển động trong lõi khiến bề mặt sao Thổ liên tục gợn sóng. Các sóng bề mặt tạo ra những thay đổi nhỏ trong lực hấp dẫn của hành tinh và từ đó dẫn tới tác động tới vành đai sao Thổ.
“Sao Thổ luôn rung chuyển, nhưng rất tinh tế. Cứ sau 1 đến 2 giờ, bề mặt hành tinh di chuyển khoảng 1m như một hồ nước gợn sóng chậm rãi. Giống như một máy đo địa chấn, các vành đai hấp thụ những xáo động trọng lực và các hạt của vành đai bắt đầu lắc lư xung quanh" - ông nói.
Mankovich so sánh vật chất trong lõi sao Thổ với bùn đặc. Bản chất phân lớp nhưng lỏng của lõi sao Thổ tương tự như độ mặn tăng theo độ sâu ở các đại dương trên Trái đất.
“Khí hydro và heli trong hành tinh này dần dần trộn lẫn với ngày càng nhiều băng và đá khi di chuyển về phía trung tâm hành tinh" - ông thông tin thêm.
Nghiên cứu mới về sao Thổ có thể thách thức một số mô hình đã được thiết lập về sự hình thành của các hành tinh khí khổng lồ, những hành tinh không có bề mặt cứng, được cấu tạo chủ yếu từ hydro và heli. Những mô hình đó giả định rằng lõi đá của những hành tinh này hình thành trước sau đó hút các lớp khí khổng lồ. Tuy nhiên, nếu lõi các hành tinh này lỏng sánh như sao Thổ, sự kết hợp khí có thể sớm hơn.
Gần đây sứ mệnh Juno của NASA cũng nhận thấy tại sao Mộc, một trong những hành tinh khí khổng lồ khác của Hệ Mặt Trời, cũng có thể có lõi không rõ ràng như sao Thổ.
