Phát hiện đại dương ngầm trên mặt trăng Enceladus của Sao Thổ

Tàu thám hiểm Cassini của NASA mới đây đã phát hiện ra dấu hiệu của một đại dương ngầm rộng lớn, có diện tích ít nhất bằng với Hồ Superior (lớn nhất Bắc Mỹ) nằm dưới một lớp băng dày trên một mặt trăng của Sao Thổ.

Kết quả được công bố trên tạp chí Science của Mỹ tiếp tục làm cơ sở cho các dấu hiệu trước đó rằng trên bề mặt Enceladus, một mặt trăng nhỏ của Sao Thổ, có chứa nước ở dạng lỏng. Điều đó có nghĩa mặt trăng lớn thứ sáu này của Sao Thổ có thể có điều kiện tối thiểu để duy trì sự sống.

Với phát hiện này, Enceladus đã trở thành vệ tinh thứ 5 ngoài Trái Đất trong hệ mặt trời có một đại dương nước ngầm tồn tại. Trước đó, các tàu thám hiểm cũng đã tìm ra dấu hiệu của nước trên Titan, mặt trăng lớn nhất của sao Thổ, và Europa, một mặt trăng của sao Mộc. Callisto và Ganymede, hai vệ tinh cũng thuộc sao Mộc, cũng có thể có đại dương dưới lớp băng dày bao phủ bề mặt.

Theo tính toán của các nhà thiên văn, cực bắc của Enceladus được bao phủ bới một lớp băng dày khoảng 48km, ngay bên dưới là một lớp đá rắn khác. Nhưng ở cực nam, lớp băng này có thể chỉ dày 29 đến 39km và bao phủ một đại dương bên dưới có độ sâu từ 8 đến 16km.

Đại dương này dường như là một "hồ chứa hình ống kính" với phần sâu nhất ở cực nam và nông dần khi tỏa về xích đạo. Đáng chú ý hơn, ở cực bắc có rất nhiều miệng núi lửa, trong khi bề mặt băng tại cực nam mượt mà hơn, có nghĩa là nó đã từng ở dạng lỏng và đông kết trở lại.

Từ những nghiên cứu mới và phân tích dữ liệu chuyển về từ Cassini, các nhà thiên văn đưa ra giả thuyết rằng cực nam của mặt trăng này gồm có một lớp băng trên cùng tiếp đến là một lớp nước lỏng, dưới cùng là đá silicate. Nếu đó là sự thật, các dòng nước chảy trong đá sẽ nhận thêm các nguyên tố khác như phốt pho, lưu huỳnh, kali và natri hòa trộn vào. Đây chính là những yếu tố cơ bản tạo nên các loại phân tử đầu tiên của sự sống. Ngoài ra, kết cấu kiểu đại dương bao phủ trên đá ở Enceladus cũng rất giống trên Trái Đất.

Enceladus là một mặt trăng nhỏ của Sao Thổ, với đường kính chỉ gần 500km. Năm 2005, tàu thám hiểm Cassini đã phát hiện ra rằng tại đoạn nứt gãy có tên gọi "vằn hổ" ở cực nam vệ tinh này đã xảy ra một đợt phun trào hơi nước giàu muối khoáng. Cassini cũng đã phát hiện các phân tử hữu cơ, có thể đến từ các nguồn sinh học gần "vằn hổ" và trong hạt bụi trong khu vực lân cận.

Làm thế nào để biết có đại dương ở đó?

Chưa có bất kỳ ai có thể đặt chân đến Enceladus và tận mắt nhìn thấy có đại dương nào đó tồn tại dưới một lớp băng dày đến thế. Nhưng các nhà khoa học lại có nhiều bằng chứng mạnh mẽ để khẳng định điều đó, dựa trên các phép đo đạc lực hấp dẫn được thực hiện với tàu Cassini.

Khi bay trên quỹ đạo quanh Enceladus, lực hấp dẫn của mặt trăng này đã làm thay đổi tốc độ của đầu dò của tàu Cassini. Lúc đó, các nhà khoa học có thể đo lường những thay đổi về lực hấp dẫn thông qua phát hiện những biến động trong tần số của tín hiệu mà Cassini gửi về Trái Đất. Nếu tốc độ của tàu vũ trụ không thay đổi, tần số sẽ vẫn như cũ, tức là lực hấp dẫn không đổi.

Nhưng tùy thuộc vào từng vị trí Cassini bay mà tần số của tín hiệu cũng thay đổi theo. Điều này cho phép các nhà khoa học có thể tìm hiểu thêm về những thứ bên dưới bề mặt của Enceladus.

Có thể chính do có đại dương ngầm được phát hiện lần này mà lực hấp dẫn ở cực nam của Enceladus trở nên yếu đi một cách bất thường, và các luồng hơi chứa chất khoáng mà Cassini phát hiện vào năm 2005 cũng có thể có nguồn gốc từ chính đại dương này.

Làm thế nào để phát hiện những dấu hiệu của sự sống trên Enceladus?

Gửi một tàu khoan thăm dò tới Enceladus sẽ là một kế hoạch không khả thi bởi nước nằm ở dưới lớp băng quá dày. Thay vào đó, các nhà khoa học dự định sẽ sử dụng một tàu thám hiểm mới với các công cụ tinh vi hơn Cassini, có thể di chuyển xuyên qua các vết đứt gãy trên bề mặt băng.

Cassini đã phát hiện hơi nước và các phân tử hữu cơ trong các luồng hơi chứa chất khoáng, nhờ sử dụng một thiết bị được gọi là khối phổ kế. Nhưng tàu tham dò mới sẽ sử dụng phiên bản cải tiến nhạy hơn của thiết bị này, và hỗ trợ tốt hơn các bài kiểm tra nếu có sự hiện diện của các phân tử hữu cơ cũng như bất kỳ dấu hiệu nào khác của sự sống.;Con đường sắp tới của hành trình tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất vẫn tiếp tục đầy gian nan nhưng cũng có nhiều hy vọng...

Tiến Tùng

Theo CNN