Hành tinh nào có từ trường lớn nhất

Năm 1974, tàu vũ trụ Mariner 10 đã đo cường độ từ trường khoảng 1,1% của từ trường Trái Đất. Từ trường đủ mạnh để làm chệch hướng gió mặt trời xung quanh hành tinh này, tạo ra từ quyển.

Độ mạnh của từ trường tại xích đạo Sao Thủy vào khoảng 300 nT (đơn vị để đo từ trường). Cũng giống như Trái Đất, từ trường Sao Thủy cũng có hai cực. Chỉ khác là các cực từ của Sao Thủy nằm gần như thẳng hàng với trục quay của hành tinh này (Từ trường Trái Đấy hơi chệch). Các đo đạc từ Mariner 10 và MESSENGER cho thấy rằng độ mạnh và hình dạng từ trường là ổn định.

Có thể từ trường này được tạo ra theo một phương thức của hiệu ứng dyamo, theo cách tương tự với từ trường của Trái Đất. Hiệu ứng dynamo có thể là kết quả từ sự tuần hoàn của phần lõi lỏng giàu sắt của hành tinh này. Đặc biệt các hiệu ứng thủy triều mạnh gây ra bởi quỹ đạo lệch tâm lớn của Sao Thủy giữ cho lõi ở trạng thái lỏng để duy trì hiệu ứng dyamo.

Từ trường của Sao Thủy đủ mạnh để làm chệch hướng gió mặt trời. Điều này góp phần vào quá trình phong hóa không gian của bề mặt Sao Thủy. Những quan sát do Mariner 10 thực hiện đã phát hiện những dòng plasma năng lượng thấp trong từ quyển phía mặt tối của hành tinh này. Những tiếng nổ của các hạt mang năng lượng đã được phát hiện trong đuôi từ của hành tinh, ám chỉ từ quyển có tính động lực của Sao Thủy.

Trong thời gian bay qua hành tinh lần thứ hai vào ngày 6 tháng 10 năm 2008, tàu MESSENGER phát hiện ra từ trường của Sao Thủy có thể cực kỳ "rò rỉ." Tàu vũ trụ đã gặp phải các cơn "xoáy từ" – những bó xoắn từ trường kết hợp từ trường hành tinh với không gian liên hành tinh – có bề rộng lên đến 800 km, tương đương 1/3 lần bán kính của hành tinh này. Các 'xoáy' này hình thành khi các trường từ mang theo bởi gió Mặt Trời gắn kết với từ trường của Sao Thủy. Khi gió Mặt Trời thổi qua từ trường Sao Thủy, các trường từ gắn kết này được mang đi cùng với nó và xoắn lại tạo thành các cấu trúc giống như xoáy. Những ống thông lượng từ xoắn này, về mặt kỹ thuật được gọi là sự kiện truyền thông lượng, tạo ra các cửa sổ mở trong tấm chắn từ của hành tinh mà qua đó gió Mặt Trời có thể xâm nhập vào và ảnh hưởng trực tiếp đến bề mặt Sao Thủy.

Quá trình liên kết các từ trường của hành tinh và từ trường liên hành tinh, được gọi là tái liên kết từ (magnetic reconnection), một hiện tượng phổ biến trong khắp vũ trụ. Nó xuất hiện trong từ trường Trái Đất, ở đây nó cũng tạo ra các xoắn từ như thế.

Các quan sát của tàu MESSENGER còn cho thấy tốc độ tái kết nối này trên Sao Thủy gấp 10 lần so với Trái Đất. Mức độ gần Mặt Trời của Sao Thủy chỉ đóng góp khoảng 1/3 vào tốc độ kết nối theo quan sát của MESSENGER.

Ngày 20/3, giải thưởng Toán học danh giá Abel năm 2018 đã được được công bố với vinh dự thuộc về nhà toán học người Canada Robert Langlands.

Nhật thực xảy ra nhờ cấu hình hình học đặc biệt của Mặt trăng, Trái Đất và mặt Trời.

Các nhà thiên văn học đồng thời cũng tìm kiếm người ngoài hành tinh trên các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời.

Ganymede là vệ tinh tự nhiên lớn nhất của Sao Mộc và cũng là vệ tinh lớn nhất trong hệ Mặt Trời. Thậm chí, nó còn lớn hơn cả Sao Thủy, vốn đã từng được coi là một hành tinh.

Mặt trăng Ganymede của Sao Mộc gần như là một hành tinh theo đúng nghĩa đen. Thế giới xa xôi này không chỉ là vệ tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời mà kích thước của nó còn lớn hơn hành tinh Sao Thủy.

Ganymede đã thu hút trí tưởng tượng của mọi người trên Trái Đất trong nhiều thập kỷ, khiến nơi đây trở thành bối cảnh phổ biến cho nhiều tác phẩm khoa học viễn tưởng, từ tiểu thuyết của Robert A. Heinlein đến loạt phim hoạt hình Cowboy Bebop. Nhưng sự thật về Ganymede có thể còn thú vị hơn cả những câu chuyện hư cấu.

Ganymede chính thức được phát hiện vào năm 1610 bởi nhà thiên văn học người Ý Galileo. Tuy nhiên, có một khả năng là nó có thể đã được quan sát lần đầu tiên sớm hơn rất nhiều. "Bách khoa toàn thư về lịch sử khoa học, công nghệ và y học ở các nền văn hóa phi phương Tây" đề cập đến nhà thiên văn học cổ đại Trung Quốc, Gan De, người có ghi chép cho thấy ông có thể đã phát hiện ra mặt trăng này vào năm 365 TCN.

Trong các bài viết của mình, ông đề cập đến việc nhìn thấy một mặt trăng - "ngôi sao nhỏ màu đỏ" ở cạnh Sao Mộc. Đáng chú ý, Gan De đã thực hiện các quan sát của mình mà không sử dụng kính thiên văn; trong khi đó, về mặt lý thuyết thì Ganymede đủ sáng để có thể nhìn thấy bằng mắt thường, tuy nhiên nó thường bị ảnh sáng của Sao Mộc làm cho mờ đi.

Vào tháng 4 năm 2023, ESA đã phóng tàu vũ trụ tới Sao Mộc. Được đặt tên là Nhà thám hiểm mặt trăng băng giá của Sao Mộc (Juice), Ganymede vừa là mục tiêu chính vừa là đích đến cuối cùng trong hành trình dài 500 triệu dặm của nó. Khi đến nơi, nó sẽ mang đến cho nhân loại cái nhìn cận cảnh hơn về thế giới bí ẩn đầy hấp dẫn này.

Một mặt trăng mang kích thước của một hành tinh

Nếu Ganymede quay quanh Mặt Trời thay vì Sao Mộc, nó gần như chắc chắn được coi là một hành tinh thực sự vì nhiều lý do. Một trong những lý do chính là kích thước của nó. Nó có đường kính 3.270 dặm, lớn hơn khoảng 8% so với đường kính 3.032 dặm của Sao Thủy. Hành tinh được chú ý nhiều nhất hiện nay với tư cách là điểm đến cho các nhà thám hiểm tàu vũ trụ và robot là Sao Hỏa cũng chỉ có đường kính 4.212 dặm, không lớn hơn quá nhiều khi so với Ganymede.

Tuy nhiên, sự khác biệt lớn giữa Ganymede và các hành tinh là nó nhẹ hơn đáng kể so với Sao Thủy hoặc Sao Hỏa. Giống như mặt trăng Europa, phần lớn khối lượng của Ganymede là nước và băng. Kết quả là lực hấp dẫn bề mặt của nó thấp hơn rất nhiều so với tỷ lệ đường kính lớn của nó.

Do đó, khi đặt chân lên Ganymede các phi hành gia chắc chắn sẽ có cảm giác rất giống với việc đi trên Mặt Trăng của Trái Đất.

Một ngày tại Ganymede bằng 7 ngày trên Trái Đất

Ganymede quay chậm hơn rất nhiều so với Trái Đất. Một ngày tại mặt trăng này kéo dài khoảng 7 ngày trên Trái Đất. Lý do tại sao ngày của Ganymede lại chậm như vậy là vì nó bị khóa chặt với Sao Mộc.

Cũng giống như Mặt Trăng của Trái Đất, Ganymede gần như bị khóa chặt một mặt vào hành tinh mẹ của nó, trong khi phía bên kia của nó luôn quay mặt đi. Nói cách khác, một ngày trên Ganymede trùng với quỹ đạo của nó. Trên bầu trời của Ganymede, Sao Mộc là vật cố định vĩnh viễn không bao giờ di chuyển khỏi vị trí của nó.

Khóa thủy triều xảy ra với bất kỳ mặt trăng nào quay quanh hành tinh của nó đủ gần. Khi lực hấp dẫn trên mặt trăng đủ mạnh, mặt gần hơn sẽ cảm thấy lực hút mạnh hơn mặt hướng ra ngoài.

Ganymede sở hữu một trái tim sắt

Ở bên trong, Ganymede giống Trái Đất một cách đáng kinh ngạc. Sâu bên dưới bề mặt, hành tinh của chúng ta được chia thành nhiều lớp vật chất riêng biệt khác nhau. Khi hành tinh vẫn còn trẻ và chưa hoàn thành quá trình nguội đi, vật chất nặng hơn chìm sâu hơn vào trung tâm, đó là lý do tại sao Trái Đất có lõi làm bằng sắt.

Theo một bài báo đăng trên tạp chí Nature, đặc điểm này cũng tồn tại ở Ganymede. Mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc cũng được cấu tạo theo cách gần như tương tự. Nếu bạn có thể cắt đôi nó, bạn sẽ tìm thấy một số lớp với các thành phần riêng biệt của chúng.

Lõi của Ganymede được làm bằng sắt, giống như lõi của các hành tinh thực sự như Trái Đất. Một số nhà khoa học hành tinh nghi ngờ rằng lõi của Ganymede thậm chí có thể bị nóng chảy. Dường như, mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc có nhiều điểm chung với Trái Đất hơn chúng ta nghĩ.

Tuy nhiên, cách duy nhất để chắc chắn về điều này là xem xét kỹ hơn bằng các dụng cụ chuyên dụng. Đây là một trong những điều mà tàu vũ trụ Juice của ESA muốn tìm hiểu thêm. Khi đến Ganymede, tìm hiểu về lõi của mặt trăng là một trong những mục tiêu khoa học chính của nó.

Một mặt trăng từ tính

Lõi sắt của Trái Đất là thứ tạo ra từ trường của hành tinh chúng ta, bảo vệ bề mặt của nó — và chúng ta — khỏi bức xạ vũ trụ gây hại. Vì Ganymede cũng có lõi sắt nên nó cũng có từ trường.

Trên thực tế, như NASA giải thích, đó là mặt trăng duy nhất trong Hệ Mặt Trời có từ trường giống như một hành tinh. Từ trường của Ganymede rất có thể được tạo ra bởi lõi của nó, nhưng một số quan sát cho thấy có thứ gì đó khác trên mặt trăng này đã ảnh hưởng đến từ tính của nó. Các quan sát về từ trường của Ganymede gợi ý rằng nó có thể ẩn chứa một lượng nước lỏng khổng lồ dưới bề mặt, ảnh hưởng đến hình dạng từ trường của mặt trăng này.

Tuy nhiên, không giống như Trái Đất, từ trường của Ganymede khá yếu. Ngay cả ở mức mạnh nhất, nó vẫn yếu hơn từ trường mỏng manh của Sao Hỏa. Trong khi đó, Sao Hỏa có từ trường yếu hơn Trái Đất khoảng 40 lần.

Từ tính của Trái Đất giữ cho bề mặt của nó được che chắn, thì từ trường của Ganymede dường như quá yếu để thực hiện nhiệm vụ tương tự. Nó có thể sẽ không làm được gì nhiều để bảo vệ bất kỳ nhà du hành vũ trụ nào trong tương lai có thể hạ cánh ở đó.