SAO MỘC - Hành tinh khổng lồ | SAMURICE

Với góc nhìn trần trụi, Jupiter hay Sao Mộc chỉ là một cục khí màu nâu nâu, to lù và không có gì đặc biệt. Quả thực, nếu nhìn qua các chị em còn lại trong gia đình, chúng ta sẽ thấy sao Mộc chẳng có gì đặc biệt.

Sao Thủy là hành tinh gần mặt trời nhất. Sao Kim là hành tinh sáng nhất. Trái Đất là hành tinh duy nhất có sự sống. Sao Hỏa là song sinh của Trái Đất. Sao Thổ có vành đai tuyệt mỹ. Sao Thiên Vương có trục quay kỳ dị. Còn sao Hải Vương là hành tinh xa nhất.

Dù được đặt tên theo vua của các vị thần La Mã, Jupiter, hành tinh khí này không nổi bật trên bầu trời đêm như những hành tinh khác. Chính xác hơn, dù có thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng Jupiter lại không để lại nhiều suy nghĩ. Hầu như mọi nhà thiên văn cổ đại đều chỉ coi đây là một ngôi sao trên trời thay vì là một thiên thể vĩ đại như ngày nay.

Vì có thể phát hiện được bằng mắt thường, sao Mộc không có ngày khám phá cụ thể. Tuy nhiên, hầu hết mọi nhà thiên văn đều cùng công nhận công sức nghiên cứu đầu tiên về hành tinh này thuộc về Galileo Galilei.

Sau khi có ống kính thiên văn đầu tiên vào năm 1610, Galileo đã ghi chép rất nhiều về các thiên thể gần Trái Đất. Đương nhiên thiên thể đầu tiên Galileo nghiên cứu sẽ là mặt trăng, thứ lớn nhất trên trời về đêm. Và ngạc nhiên thay, thiên thể tiếp theo là sao Mộc. Sau khi quan sát hành tinh xa xôi này, ông đã ghi chép lại về những vật thể như các ngôi sao nhỏ bay quanh hành tinh. Đây chính là các mặt trăng của Jupiter.

Bên cạnh đó, với sự phát triển của các ống kính thiên văn, những ghi chép, đo đạc về sao Mộc cũng dần được hé lộ. Các nhà thiên văn đương đại đã hiểu rằng Jupiter là một hành tinh khí ga khổng lồ với vật chất chủ yếu tạo nên hành tinh là khí Hydro, cụ thể hơn là nó chiếm tới 90% khối lượng của hành tinh.

Thêm vào đó, nhờ khối lượng và vị trí của Jupiter, các nhà thiên văn có giả thuyết cho rằng đây là hành tinh đầu tiên được tạo thành trong hệ mặt trời. Không ngạc nhiên lắm vì nó nằm ngay ngoài vành đai thiên thạch và cũng là hành tinh khổng lồ nhất, ắt nó có nhiều thời gian tích tụ vật chất nhất trong tất cả. Nhưng chính xác thì sao Mộc lớn tới cỡ nào?

Sao Mộc cũng như sao Thổ, là một hành tinh khí ga khổng lồ. Qua quá trình hình thành hệ mặt trời, các khối khí bị đẩy ra khỏi trung tâm và dần tích tụ lại thành những khối khí khổng lồ. Bên cạnh đó, nhờ khoảng cách lớn với mặt trời, những hành tinh này cũng ít chịu ảnh hưởng bởi bức xạ sinh ra từ ngôi sao trung tâm. Từ đó, chúng có những đặc tính mà không hành tinh đất đó nào có được.

Với sao Mộc, nó là hành tinh thứ 5 tính từ mặt trời, là nơi đầu tiên được tận hưởng những khối khí bị đẩy ra bởi ngôi sao này. Có thể vì vị trí hoàn mỹ này mà sao Mộc nhận nhiều khí nhất, trở thành hành tinh lớn nhất của cả hệ mặt trời. Bán kính hành tinh là 69,911 km, tương đương với việc ta có thể nhét vừa hơn 1300 Trái Đất vào sao Mộc. Hãy để con số đó thấm dần.

Chúng ta chỉ là một hạt bụi so với hành tinh xanh. Và hành tinh xanh còn chưa bằng 1 phần nghìn của hành tinh khí ga này. Thêm vào đó, Jupiter cũng khổng lồ tới mức nó bằng 0.1% khối lượng mặt trời. Con số này nghe có vẻ không lớn nhưng khi chúng ta thêm một thông tin rằng mặt trời chứa đựng tới 99.86% tổng khối lượng của cả hệ hành tinh này thì sao Mộc thực sự quá khổng lồ.

Sao Mộc khổng lồ tới mức trọng trường của nó ảnh hưởng đến cả mặt trời. Trong khi mọi hành tinh khác đều phải chịu thua trước trọng lực vĩ đại của ngôi sao này thì sao Mộc nói rằng nó không quan tâm. Vì sức nặng của nó, sao Mộc không chỉ bay quanh Mặt trời, nó còn kéo mặt trời theo nó, khiến hai thiên thể này cùng nhau bay quanh một điểm vô hình giữa chúng. Điểm vô hình này có tên là Barycenter, tạm dịch là khối tâm, là điểm cân bằng giữa các thiên thể hay trung tâm quỹ đạo của chúng. Nói ngắn gọn, trong khi mọi hành tinh khác đều có mối quan hệ một chiều với mặt trời, sao Mộc nặng đến mức nó có đi có lại.

Chưa hết, nếu ta lấy khối lượng của các hành tinh còn lại trong hệ mặt trời, cộng khối lượng của chúng lại rồi nhân đôi lên thì vẫn chưa thể bằng khối lượng của sao Mộc.

Có thể thấy, để nói về độ khổng lồ của hành tinh này, chúng ta có thể dành ra cả ngày để so sánh. Dù gì thì đây vẫn là chị cả, hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời, sự khổng lồ của nó là điều đương nhiên. Nhưng khối lượng sao Mộc không chỉ để làm màu, nó còn có nhiều ý nghĩa hơn chúng ta nghĩ, thậm chí có thể nói rằng nếu sao Mộc không phát phì như vậy thì chúng ta có lẽ còn chưa được tồn tại.

Khối lượng khổng lồ của sao Mộc tạo ra cho hành tinh này một vị trí quan trọng trong cả hệ mặt trời, đó là nhiệm vụ của người bảo vệ. Sao Mộc sinh ra trọng trường lớn đến mức nó cai quản cả hệ mặt trời. Tất cả mọi thiên thể nhỏ như các thiên thạch hay các mặt trăng nhỏ đều chịu sự ảnh hưởng của nó.

Khối lượng khổng lồ của sao Mộc không phải chỉ để người ta ngưỡng mộ. Như những người gác cổng hay các hộ pháp, cơ thể to lớn cho phép họ bảo vệ tốt hơn. Khối lượng của Jupiter tạo ra trọng trường khổng lồ, ảnh hưởng tới cả mặt trời, nhưng cũng ảnh hưởng tới cả các thiên thạch.

Vành đai thiên thạch ngăn cách giữa các hành tinh đất đá và hành tinh khí ga khổng lồ được giữ vững vị trí cũng một phần là nhờ sao Mộc. Bên cạnh đó, những thiên thể lạc lối, bay đến từ xa cũng bị chính Jupiter ngăn lại và ném đi chỗ khác.

Những thiên thạch chết chóc này khi tiếp cận khu vực nguy hiểm gần Trái Đất sẽ bị trọng trường đến từ sao Mộc bẻ cong quỹ đạo và rẽ sang đường khác, tránh việc va chạm trực tiếp với hành tinh xanh. Một số thiên thạch xấu số còn bị chính Jupiter hút lại, kéo vào quỹ đạo của mình và trở thành những mặt trăng tí hon bay quanh hành tinh khổng lồ này.

Không những vậy, trong thời kỳ sơ khai của hệ mặt trời, sao Mộc có lẽ là một trong những tác nhân tạo ra nước trên hành tinh của chúng ta. Các nhà thiên văn đã chỉ ra rằng, các thiên thể chứa khí Hydro hoặc băng đá đã bị sao Mộc hút vào, bẻ cong quỹ đạo rồi ném thẳng vào trái đất. Những thiên thạch này sẽ va chạm với hành tinh xanh, tan ra và cấp cho Trái Đất lượng nước cần thiết để tạo ra sự sống trên hành tinh.

Tuy nhiên, sự bảo vệ này đôi khi cũng đi kèm với cái giá khá đắt. Nhờ hoạt động trọng trường của sao Mộc, một số thiên thạch trong vành đai thiên thạch đôi khi sẽ tự rời quỹ đạo mà lao vào mặt trời. Và trên hành trình của nó, có thể một thiên thạch đã va phải Trái Đất và chấm dứt kỷ nguyên của các loài khủng long.

Cho dù có là người bảo vệ hay kẻ hủy diệt, chúng ta cũng phải cảm ơn sao Mộc vì những gì nó đã va đang làm cho hành tinh xanh này. Có thể chúng ta sẽ không quan tâm đến hành tinh mập ú này. Nhưng chúng ta không thể phủ nhận được công sức của nó trong quá trình hình thành và phát triển của nhân loại.

Jupiter trông béo ú là vậy nhưng thực chất nó lại là một trong những hành tinh nhanh nhẹn nhất của hệ mặt trời. Tất nhiên với vị trí là hành tinh thứ 5, quỹ đạo khổng lồ của nó không thể nào ngắn hơn hành tinh của thần đưa như Mercury được. Bù lại, vua các vị thần lại có tốc độ tự quay nhanh đến chóng mặt.

Một năm của sao Mộc dài tới 4333 ngày Trái Đất. Tuy nhiên, một ngày của sao Mộc chỉ kéo dài bằng 9h 55’ trên hành tinh xanh. Đứng trên Trái Đất và ngắm sao Mộc, ta sẽ thấy nó đứng yên trên trời. Tuy nhiên khi nhìn kỹ hơn, ta sẽ thấy một con quay đang xoay tít mù trên trời. Tốc độ quay tại xích đạo sao Mộc là 45,583 km/h, nhanh gấp 9 lần Trái Đất. Đứng trên hành tinh này, ta sẽ chỉ nhìn thấy các vệt sáng trên trời vì các hành tinh, vì sao quanh nó đều trôi qua với tốc độ chóng mặt.

Tuy nhiên việc đứng trên hành tinh này thực chất lại là một tình huống chỉ nằm trên giấy tờ. Là một hành tinh khí ga khổng lồ, bề mặt của sao Mộc không có gì để đứng, nó chủ yếu được cấu thành bởi những đám mây amonia khổng lồ và chứa đựng những cơn bão kinh hoàng xảy ra xuyên thế kỷ.

Một trong những đặc điểm dễ nhận dạng nhất của hành tinh khổng lồ này là chấm đỏ nổi trên bề mặt của nó. Đây không phải là một ngọn núi cũng không phải là một hố thiên thạch, đây là một cơn bão.

Không ai biết chính xác cơn bão này đã ra đời từ khi nào. Chúng ta chỉ biết rằng từ khi Robert Hooke khám phá ra nó vào năm 1664, nó đã ở đó rồi. Qua thời gian, các nhà thiên văn dần để ý tới cơn lốc đỏ này nhiều hơn. Tuy nhiên, khi quan sát từ Trái Đất thì sẽ khó có thể đưa ra thêm kết quả gì về nó. Vậy nên khi các ống kính thiên văn ngoài vũ trụ được đưa vào hoạt động, những kết quả bất ngờ đã đến với nhân loại.

Đầu tiên, cơn bão này có kích thước thực sự đáng sợ. Tâm bão đỏ của sao Mộc có đường kính bằng 3 Trái Đất. Tuy nhiên con số này đang thay đổi. Qua quan sát chi tiết từ ống kính Hubble, cơn bão này đã và đang teo dần theo thời gian. Từ kích thước 3 Trái Đất, giờ nó chỉ to hơn Trái Đất một chút. Dù teo đi nhưng điều đó không có nghĩa là nó yếu đi. Tốc độ gió ở rìa cơn bão đã tăng lên 8% trong các thập kỷ gần đây và cơn bão cũng dần đổi dạng, từ hình elip thành hình tròn.

Để trả lời câu hỏi đó, chúng ta cần cử vệ tinh nhân tạo đến với hành tinh khổng lồ này để nghiên cứu thêm. Đây là điều chúng ta đã làm nhiều lần với các hành tinh khác. Chỉ cần phóng tên lửa lên quỹ đạo là đủ. Nhưng với con quái thú khổng lồ mang tên Jupiter, mọi thứ không đơn giản như vậy.

Với khối lượng siêu khổng lồ, trọng trường của sao Mộc là một thử thách lớn đối với bất cứ chuyến du hành nào đến với hành tinh này.

Áp lực sinh ra từ sao Mộc có thể xé tan bất cứ thiên thể nào dám bén mảng lại gần. Vậy nên để có thể tiếp cận hành tinh này, chúng ta cần tính đường bay thật cẩn thận. Đó là thử thách đầu tiên. Vậy thử thách thứ hai là gì?

Lõi của sao Mộc là một khối khí Hydro rắn. Áp lực khổng lồ của hành tinh ép khí Hydro thành những khối cứng rắn và mang tính chất như một lõi kim loại. Điều đó nghĩa là hành tinh này cũng có từ quyển như Trái Đất, chỉ khác một điều là nó mạnh hơn rất nhiều so với hành tinh của chúng ta. Cụ thể, sao Mộc là hành tinh có từ quyển mạnh nhất trong cả hệ mặt trời.

Từ trường này không chỉ bảo vệ hành tinh khỏi bão mặt trời và tạo ra những cực quang khổng lồ tuyệt đẹp mà còn tạo ra các vành đai bức xạ khổng lồ, mạnh gấp nghìn lần trên Trái Đất. Sức mạnh của từ quyển này đủ lớn để gây hại cho các tàu vũ trụ và đặc biệt là những phi hành gia dám đối đầu với quái vật này.

Những khám phá về môi trường quanh sao Mộc đã đến với nhân loại từ rất sớm. Vì vậy quá trình đến với hành tinh được chuẩn bị rất kỹ càng, tránh những thất thoát không đáng có. Năm 1973, chuyến du hành đầu tiên đến với hành tinh khổng lồ này được khởi hành. Đó là vệ tinh Pioneer 10, được phóng đi vào tháng 12 năm 1973. Tuy nhiên đây cũng chỉ là một chuyến bay ngang qua nhằm thu thập nhiều thông tin nhất có thể trước khi đi tiếp.

6 năm sau, chuyến bay của Voyager 1 và 2 được khởi hành và chuyến đi này đã đem về cho nhân loại những thông tin đầu tiên về các mặt trăng của Jupiter, các núi lửa trên các mặt trăng đó và đặc biệt là các vành đai thiên thạch của hành tinh này. Vâng, hành tinh này có vành đai thiên thạch, như sao Thổ lẫn sao Thiên Vương. Nhưng nó mỏng và mờ hơn rất nhiều so với 2 hành tinh trên, vậy nên nó mới không thể dễ dàng phát hiện như chúng ta nghĩ.

Qua thời gian, nhân loại dần hiểu rõ hơn về môi trường của Jupiter và bắt đầu gửi nhiều vệ tinh hơn. Chuyến du hành đặc biệt nhất đến với hành tinh này khởi hành vào năm 2011 với vệ tinh Juno.

Juno là một xe tăng biết bay, nó trang bị đầy đủ những công cụ tiên tiến nhất để vừa phát hiện mọi thứ trên hành tinh khí vừa để chống chọi lại những thử thách mà hành tinh này mang đến. Và quả thực, Juno đã làm được nhiều hơn những gì nhân loại mong đợi từ nó.

Năm 2016, Juno đã chạm tới đích đến của nó và bắt đầu quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và truyền dữ liệu về cho Trái Đất.

Thoạt đầu, Juno chỉ có nhiệm vụ kéo dài 53 ngày quanh sao Mộc, bay hờ trên những đám mây của hành tinh để chụp ảnh, quét tính chất và những thông số về khí quyển của hành tinh. Tuy nhiên, tình hình khả quan sau chuyến đi đã giúp cho Juno kéo dài thời gian công tác của mình. Và từ đó, chúng ta đã có những khám phá lớn hơn dành cho hành tinh khổng lồ này.

Khí quyển của Jupiter là thứ đầu tiên chúng ta có thể nghiên cứu. Hình hài của nó gồm nhiều dải mây với chiều gió ngược nhau. Đây là hiện tượng cũng xảy ra trên Trái Đất nhưng với mức độ khủng bố hơn rất nhiều vì bầu khí quyển dày và sâu của hành tinh này.

Tuy nhiên, màu sắc của mỗi dải mây lại khác nhau. Một số có màu đỏ, màu nâu, một số có màu trắng. Màu sắc của mỗi dải thể hiện tương tác của tia cực tím đến với hành tinh này. Tương tác khác nhau tạo ra màu khác nhau.

Bên cạnh đó, các cơn bão cũng diễn ra thường xuyên trên hành tinh. Nhiều cơn lốc quyện vào nhau và cùng nhau xoáy trên mép các dải mây khổng lồ của sao Mộc. Trong khi đó cơn lốc đỏ nổi tiếng của cục khí khổng lồ này thì có hẳn 2 người chị em bên mình. Ngoài ra, cơn lốc đỏ cũng rất sâu, với chân lốc có thể sâu tới 350km. Theo thông tin thu thập được về cơn bão, dù không thể dám chắc nhưng cơn bão đỏ này có thể là một đặc điểm vĩnh cửu của hành tinh, nghĩa là nó đã được hình thành từ lúc hành tinh mới ra đời và có thể tồn tại mãi.

Tuy không thể kết luận được cơn bão đỏ có phải là vĩnh cửu hay không, chúng ta có thể dám chắc cơn bão ở hai cực hành tinh là vĩnh cửu. Khác với hình lục giác kỳ bí của sao Thổ, sao Mộc chứa đựng những địa ngục trần gian kiểu mới.

Ở cực nam của hành tinh là 5 cơn bão khổng lồ cùng xoáy vào nhau tỏa ra màu xanh dương huyền ảo. Trong khi đó ở cực bắc của hành tinh là 8 cơn lốc xoáy. Những cơn bão này được giữ vững nhờ khả năng tự quay của hành tinh. Bên cạnh đó, với tốc độ văng não của những cơn gió xích đạo, hành tinh này có khả năng tự giữ vững những cơn bão và liên tục bồi bổ cho chúng những đối lưu cần thiết để tiếp tục mạnh hơn.

Với khả năng quét của Juno, chúng ta còn khám phá ra thêm về tầng dưới của những đám mây đặc. Tầng khí quyển của Jupiter có nhiệt độ lên tới 1700 độ C. Đi sâu hơn vào tầng hydro lỏng của hành tinh, nhiệt độ tăng gấp đôi, có thể lên tới 3500 độ C. Sau đó, ở lớp hydro rắn, nhiệt độ có thể đạt từ 4700 đến 5000 độ C. Cuối cùng, ở lõi hành tinh, nơi vật chất chỉ có thể được định dạng trong giả thuyết, nhiệt độ sẽ lên tới hơn 19.000 độ C. Sao Mộc tỏa ra nhiều nhiệt hơn cả nhiệt năng nó nhận từ mặt trời.

Nhưng đây mới chỉ là một chút thoáng qua về hành tinh. Hành trình của Juno còn đưa nó qua những mặt trăng của quái vật khổng lồ này. Ganymede, mặt trăng lớn nhất hệ mặt trời và Europa, mặt trăng tuyệt đẹp của hành tinh khổng lồ đều là những đối tượng nghiên cứu của Juno.

Nhưng đó sẽ là nội dung cho một lần tái ngộ. Jupiter hiện vẫn còn là một hành tinh bí ẩn với nhiều câu hỏi cần giải đáp. Và đó là lời hứa để khi có dịp trở về với hành tinh này, chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu thêm.