Phát hiện cấu trúc 10 cạnh bí ẩn ở cực Nam của sao Thổ

Một nghiên cứu mới được đăng trên tạp chí khoa học Science Advances đã công bố phát hiện về một sóng khí quyển hình thập giác kỳ lạ, đang cuộn xoáy trong lớp mây amoniac đóng băng ở cực Nam của sao Thổ. 

Sự xuất hiện của cấu trúc này ngay lập tức thu hút sự chú ý của cộng đồng thiên văn quốc tế, bởi hơn 40 năm qua, hành tinh khí khổng lồ này vốn chỉ nổi tiếng với cơn bão hình lục giác ở cực Bắc. 

Cấu trúc lục giác ở bán cầu Bắc của sao Thổ từng được phi thuyền thuộc các sứ mệnh Voyager phát hiện từ thập niên 1980 và vẫn duy trì trạng thái ổn định bất chấp thời gian. Do đó, việc tìm thấy một hình đa giác hoàn toàn mới ở cực Nam đã chứng minh tính chất khí quyển của hành tinh này phức tạp hơn nhiều so với những gì con người từng hình dung.

Cấu trúc thập giác mới được phát hiện có quy mô vô cùng ấn tượng, với chiều rộng lên tới 167.820 km, trong đó mỗi cạnh kéo dài hơn 16.700 km. Kích thước này vượt xa sóng lục giác ở cực Bắc vốn chỉ rộng khoảng 32.000 km. 

Do độ nghiêng của trục sao Thổ làm bán cầu Nam khuất khỏi tầm nhìn từ Trái Đất trong giai đoạn 2012-2023, hiện tượng khí quyển này được cho là đã âm thầm hình thành trong khoảng thời gian 2017-2023. 

Khi bán cầu Nam ở hành tinh này dần lộ ra dưới ánh sáng Mặt Trời, kính viễn vọng Hubble cùng các đài quan sát dưới Trái Đất mới ghi nhận được những hình ảnh rõ nét đầu tiên.

Điều thú vị là manh mối ban đầu về sự tồn tại của cấu trúc này lại xuất phát từ các nhà thiên văn học nghiệp dư. Nhà quan sát Trevor Barry tại Australia và Jean-Paul Oger tại Pháp đã chia sẻ những bức ảnh chụp qua kính viễn vọng gia đình lên cơ sở dữ liệu quốc tế, cho thấy một dải mây lượn sóng bất thường ở cực Nam sao Thổ. 

Nhờ những tín hiệu này, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Agustín Sánchez-Lavega từ Đại học xứ Basque (Tây Ban Nha) dẫn đầu đã đối soát dữ liệu từ chương trình OPAL của kính viễn vọng Hubble, và xác nhận cấu trúc thập giác đã bắt đầu hình thành từ năm 2023 trước khi hoàn thiện đường nét rõ ràng hơn vào giai đoạn 2024-2025.

Khác với hình lục giác ở cực Bắc gần như đứng yên tại tọa độ 78,5 độ Bắc, cấu trúc 10 cạnh nằm ở vĩ độ thấp hơn khoảng 60 độ Nam và liên tục di chuyển về phía đông với tốc độ khoảng 10 km/h. Nó cưỡi trên một dòng xiết khí quyển có tốc độ lên tới 420 km/h. 

Bên cạnh đó, các đỉnh của cấu trúc trên không cố định mà biến đổi qua lại theo chu kỳ khoảng 32 ngày. Độ đậm nhạt không đều giữa các cạnh cũng cho thấy đây là một sóng khí quyển sống động, đang trong quá trình tiến hóa chứ không phải một cấu trúc cứng đờ.

Giới khoa học đưa ra nhiều giả thuyết để giải thích cho sự hình thành của sóng thập giác này. Tiến sĩ Sánchez-Lavega cho biết, hiện tượng có thể do sự biến động mất ổn định của dòng xiết hoặc xuất phát từ các sóng xung kích ở độ sâu thấp hơn trong khí quyển. 

Một nghi vấn khác hướng về một xoáy bão áp cao rộng khoảng 4.000 km mang tên Vết Đỏ, nằm ngay phía bắc của cấu trúc thập giác. Tuy nhiên, các mô hình mô phỏng máy tính hiện chưa thể tái tạo chính xác hoàn toàn hình dạng 10 cạnh này, biến nó thành một bí ẩn chưa có lời giải đáp trọn vẹn.

Trong những năm tới, khi cực Nam sao Thổ hướng về phía Mặt Trời nhiều hơn và lượng bức xạ Mặt Trời đạt đỉnh vào khoảng năm 2032, các nhà thiên văn sẽ tiếp tục theo dõi sát sao để xem cấu trúc này sẽ tiếp tục ổn định hay tan rã. 

Sự xuất hiện của sóng thập giác không chỉ giúp giải mã một phần vấn đề thời tiết trên sao Thổ, mà còn mở ra cái nhìn sâu sắc hơn về động lực học khí quyển của các hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời.