Sao Mộc Callisto có lẽ có một đại dương dưới bề mặt của nó

Nếu có một cuộc thi cho mặt trăng thú vị nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, Callisto sẽ là một ứng cử viên. Mặt trăng lớn thứ hai của Sao Mộc có nhiều miệng núi lửa trên bề mặt của nó hơn bất kỳ cơ thể hành tinh nào khác trong hệ mặt trời và nó cũng có hàng tấn băng trên bề mặt của nó.

Trong nhiều thập kỷ. Các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng nghỉ ngơi bên dưới bề mặt pockmark của Callisto là một đại dương nước mặn lỏng kéo dài toàn bộ mặt trăng. Sau khi xem xét kỹ hơn dữ liệu từ 30 năm trước, các nhà nghiên cứu hiện có bằng chứng mạnh mẽ hơn rằng một đại dương như vậy thực sự tồn tại.

Một nhóm được lãnh đạo bởi Corey J. Cochrane của bộ phận địa vật lý và địa vật lý hành tinh của NASA đã không bắt đầu tìm kiếm một đại dương trên Callisto. Theo Cochrane, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một dự án khác, liên quan đến việc quét Moon Triton của Sao Hải Vương để xem liệu nó có một đại dương dưới bề mặt không.

Điều này đưa ra một thách thức, bởi vì tầng điện ly mãnh liệt của Triton, là lớp cuối cùng của bầu khí quyển trước khi không gian bắt đầu. Vì Callisto cũng có một tầng điện ly mãnh liệt, nhóm nghiên cứu đã quyết định kiểm tra các phương pháp của họ trên các phép đo 30 tuổi được thực hiện bởi nhiệm vụ Galileo của NASA. Nhiệm vụ đó được ra mắt vào năm 1989 và quét Sao Mộc và các mặt trăng của nó từ năm 1995 đến 2003.

“Kết luận của chúng tôi đã được kích hoạt bằng cách phân tích các phép đo được thu được từ một chiếc callisto thường bị bỏ qua trong cộng đồng do sự hiện diện của” tiếng ồn “được quy cho môi trường plasma”, Cochrane nói với CNET trong một email.

“Chúng tôi đã có thể tận dụng các mô phỏng plasma được phát triển trước đó để loại bỏ nguồn nhiễu plasma che khuất này khỏi phép đo để tín hiệu từ đại dương có thể được phân tích độc lập”, Cochrane nói.

Nói tóm lại, các bài đọc của Galileo ban đầu rất khó diễn giải vì tầng điện ly mạnh của Callisto. Khi Cochrane và nhóm của anh ta dọn dẹp các bài đọc, họ đã có thể xem xét dữ liệu và nó cho thấy mạnh mẽ có một đại dương dưới bề ngoài đá của mặt trăng.

Tầng điện ly trông giống như một đại dương

Mất quá nhiều thời gian để chứng minh sự tồn tại của một đại dương dưới bề mặt trên Callisto vì một tầng điện ly mạnh bắt chước các bài đọc bạn sẽ nhận được nếu có một đại dương như vậy.

“Một định luật vật lý cơ bản của tự nhiên (định luật cảm ứng từ tính của Faraday) chỉ ra rằng nếu bạn di chuyển một nam châm liên quan đến bất kỳ vật liệu dẫn điện nào, như dây đồng, bạn sẽ tạo ra một dòng điện trong dây đó được đồng bộ hóa với chuyển động của nam châm,” Cochrane giải thích. “Dòng điện đó sau đó sẽ tạo ra một từ trường thứ cấp (do chuyển động của các electron trong dây) được gọi là từ trường cảm ứng, thể hiện tính chất của vật liệu dẫn điện.”

Cochrane cho biết điều này cũng hoạt động với các cơ quan hành tinh. Mặt trăng hoặc các hành tinh có đủ nhiệt bên trong có thể có một đại dương nước mặn lỏng bên dưới bề mặt. Những đại dương này có tính dẫn điện nhờ muối trong nước. Do đó, các nhà khoa học có thể sử dụng từ kế để đo từ trường cảm ứng “giữ lại các tính chất của đại dương”, Cochrane nói. Nói cách khác, các đại dương có thể được tìm thấy dựa trên các từ trường mà chúng tạo ra.

Vì các mặt trăng như Callisto và Triton của Neptune có tầng điện ly rất mạnh, các bài đọc với từ kế trở nên ồn ào đến mức các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong việc tìm hiểu xem những gì họ đang nhìn là một đại dương hay chỉ là tiếng ồn ngẫu nhiên từ năng lượng thêm trong tầng điện ly. Đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu đã bị mắc kẹt trên đại dương ngầm tiềm năng của Callisto trong nhiều thập kỷ.

Các bước tiếp theo

Khoa học sẽ không phải đợi thêm 30 năm nữa để tìm bằng chứng. Nhiệm vụ Europa Clip của NASA đã ra khơi vào năm ngoái và sẽ tiếp cận Sao Mộc và các mặt trăng vào năm 2030, trong khi nhiệm vụ nước trái cây của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ đến vào năm 2031. Cả hai nhiệm vụ gần như chắc chắn sẽ cung cấp nhiều dữ liệu nghiên cứu hơn cho Callisto.

Về mặt thông tin họ sẽ thu thập, Cochrane nói với chúng tôi rằng đó không nhất thiết là dữ liệu khác nhau. Thay vào đó, đó là nhiều dữ liệu hơn.

“Chứng minh sự tồn tại của đại dương Callisto từ các phép đo mới chỉ đơn giản là đi xuống thực tế là có nhiều phép đo có sẵn để phân tích”, Cochrane nói. “Đối với mỗi chuyến bay xảy ra cho mỗi nhiệm vụ này, chỉ có một ảnh chụp nhanh rất nhỏ trong thời gian của môi trường từ trường được ghi lại bằng từ kế.”

Cochrane cho biết dữ liệu từ các nhiệm vụ của Europe Clip và Juice sẽ giúp “điền vào các lỗ hổng” từ nhiệm vụ Galileo, hy vọng cho phép các nhà nghiên cứu cuối cùng chứng minh liệu một đại dương có tồn tại trên Callisto hay không. Dữ liệu bổ sung cũng sẽ giúp các nhà nghiên cứu ước tính lớp đại dương của Callisto dày như thế nào, cũng như độ dày của vỏ đá nằm trên đầu của nó.

Có thể có cuộc sống trên Callisto?

NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ không gửi các nhiệm vụ cho Sao Mộc mà không có lý do chính đáng để làm điều đó. Và một là thế này: vùng nước ẩn của Europa là người đi đầu cho cuộc sống ngoài trái đất.

“Có thể đại dương của Europa có thể hỗ trợ sự sống bởi vì chúng tôi biết rằng nó lưu trữ các thành phần chính để hỗ trợ nó, đó là nước, các yếu tố hóa học thiết yếu và năng lượng (ví dụ: Nguồn nhiệt từ bên trong) trong một khoảng thời gian đủ lâu để cuộc sống phát triển”, Cochrane nói. “Europa Clipper thực sự là một nhiệm vụ về khả năng cư trú (không bị nhầm lẫn với phát hiện cuộc sống) sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết để giúp chúng tôi trả lời câu hỏi này tốt hơn. Cho đến thời điểm đó, thật khó để bình luận về việc liệu nó có thể xảy ra hay không.”

Nhưng có một trường hợp ngày càng tăng cho cuộc sống trên Callisto. Nó có một lượng oxy đáng ngạc nhiên, và không ai có thể tìm ra hầu hết nó đến từ đâu. Ghép nối với khả năng ngày càng tăng của một đại dương dưới bề mặt, và mặc dù nó vẫn còn khác xa với một điều chắc chắn, đó là đủ bằng chứng để biện minh cho việc nhìn kỹ hơn vào Mặt trăng Sao Mộc khi các nhiệm vụ đến vào năm 2030 và 2031.