Phát hiện quan trọng về hạt mưa trên các hành tinh khác, hé mở chìa khóa sự sống ngoài Hệ Mặt Trời

[therealrtz]

Hệ Mặt Trời của chúng ta có một loạt các hành tinh khác biệt, nhưng một số có thể có một hiện tượng tương tự với Trái đất: những hạt mưa.

Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm hiểu về hiện tượng mưa trên các hành tinh khác. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy các hạt mưa đều có điểm tương đồng đến khó tin ngay cả trong môi trường ở các hành tinh khác nhau.

Các nhà khoa học càng biết nhiều về các đám mây và lượng mưa trên các hành tinh khác, họ càng có thể dự đoán tốt hơn các khí hậu hành tinh và biết được khí hậu của hành tinh đó trong quá khứ trên các hành tinh như sao Hỏa hoặc mặt trăng Titan của sao Thổ.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã khẳng định rằng họ có thể biết được tính chất của hạt mưa trên các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời - bao gồm hình dạng, tốc độ rơi và tốc độ bay hơi của chúng.

Dựa trên nghiên cứu này, các nhà khoa học đã có thể xác định rằng các hạt mưa tồn tại trong một phạm vi kích thước hẹp khi chúng rơi từ các đám mây xuống bề mặt, bất kể sự khác nhau trong thành phần hoặc trong bầu khí quyển, môi trường mà chúng tồn tại.

Nghiên cứu được công bố tuần trước trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý.


Sao lùn siêu mát (Ultra-cool dwarf) TRAPPIST-1 có 7 vệ tinh kích cỡ tương đương Trái đất quay quanh nó (Ảnh: CNN)

Mưa kỳ lạ

Mưa mà chúng ta gặp trên Trái đất bao gồm các giọt nước, nhưng trên các hành tinh khác lại không nhất thiết xảy ra tương tự.

Mưa axit sulfuric hình thành trong bầu khí quyển của Sao Kim nhưng bốc hơi trước khi có thể chạm đất. Cacbon đioxit, hoặc băng khô, trôi xuống như tuyết trên sao Hỏa. Sao Mộc đã được biết đến với mưa heli, và mưa đá amoniac "hỗn hợp" và mưa mêtan trên Mặt trăng. Những cơn mưa liên tục gồm những viên kim cương nhỏ, lấp lánh có thể rơi xuống Sao Hải Vương.

Trên các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta, hay còn được gọi là ngoại hành tinh (exoplanet), đều trở nên kỳ lạ hơn.

Exoplanet khổng lồ khí cực nóng được đặt tên WASP-76b là nơi có những giọt mưa sắt từ trên trời rơi xuống vào ban đêm. Các nhà khoa học cho rằng vào ban ngày, nhiệt độ cao ở exoplanet này đủ nóng để biến các phân tử thành các nguyên tử nhỏ hơn và kim loại thành hơi, tạo ra hơi sắt. Nhiệt độ ban đêm tương đối mát dao động khoảng 2.240 độ F khiến hơi sắt ngưng tụ thành những đám mây, tạo ra những cơn mưa sắt lỏng.

Cho dù các loại mưa này có thể khác nhau đến mức nào, các nhà khoa học đã xác định rằng kích thước của các hạt mưa bị chi phối bởi sức hút của lực hấp dẫn trên hành tinh. Lực hấp dẫn càng mạnh thì kích thước của hạt mưa càng nhỏ. Nhiệt độ, áp suất không khí, độ ẩm tương đối và khoảng cách với mặt đất cũng là những yếu tố tác động.

Ví dụ, các hạt mưa trên các hành tinh đá như Trái đất hoặc sao Hỏa có thể có bán kính chỉ từ 0,1 mm đến vài mm và vẫn tiếp cận được bề mặt của hành tinh.

Những hạt mưa quá nhỏ sẽ bay hơi trước khi chạm đất. Hạt mưa quá lớn sẽ vỡ ra thành những hạt mưa nhỏ hơn.

Phạm vi kích thước phát triển của hạt mưa trên các exoplanet khác đạt tối đa từ một nửa đến sáu lần kích thước hạt mưa trên Trái đất.

Kích thước tối đa của một hạt mưa trên Trái đất là 11.18 milimet.. Trong khi đó, kích thước tối đa trên Mặt trăng gấp hơn hai lần là 29.96 milimet, lớn hơn một đồng xu.

Kaitlyn Loftus, nghiên cứu sinh tại Khoa Trái đất và Hành tinh của Đại học Harvard, cho biết: "Có một phạm vi dao động khá nhỏ về kích thước ổn định mà những hạt mưa có thành phần khác nhau này có thể có."

Khả năng sinh sống của hành tinh

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các hành tinh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta mà còn cả các hành tinh khác. Mô hình toán học và vật lý từ nghiên cứu này có thể được sử dụng để lập mô hình lượng mưa trên các exoplanet và để bổ sung thông tin cho việc quan sát bầu khí quyển trên các hành tinh khác.

Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA, dự kiến phóng vào tháng 10 tới, sẽ có thể quan sát bầu khí quyển của các exoplanet.

Mưa trên các hành tinh khác có thể được sử dụng để giúp xác định liệu chúng có đang tồn tại sự sống hay có khả năng sinh sống được hay không.

Hiểu được kích thước của hạt mưa là chìa khóa để hiểu khí hậu ở đó vì điều đó quyết định liệu mưa có đến được bề mặt hành tinh hay không.

Tác giả nghiên cứu cấp cao Robin Wordsworth, phó giáo sư khoa học và kỹ thuật môi trường tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson, cho biết: "Hạt mưa nhỏ là một thành phần quan trọng của chu kỳ mưa đối với tất cả các hành tinh."

"Nếu chúng ta hiểu cách hoạt động của các hạt mưa riêng lẻ, chúng ta có thể thể hiện tốt hơn lượng mưa trong các mô hình khí hậu phức tạp."

Ngay cả khi hạt mưa khác nhau về chất, hình dạng của chúng phần lớn là giống nhau. Các giọt bắt đầu giống như những quả cầu nhỏ, lớn dần về thể tích khi chúng hình thành trong các đám mây.

Wordsworth khẳng định: "Những hiểu biết mà chúng ta có được khi nghĩ về những hạt mưa và những đám mây trong các môi trường đa dạng là chìa khóa để hiểu được khả năng phù hợp sinh sống trên các exoplanet".

"Về lâu dài, chúng cũng có thể giúp chúng ta hiểu sâu hơn về khí hậu của chính Trái đất."

VietBF @ Sưu tầm