Trong pháp y thiên thể, các nhà khoa học phân tích dữ liệu từ các sứ mệnh Cassini, Galileo và New Horizons của NASA đã tìm thấy các gợn sóng trong các vành đai đặc trưng của Sao Thổ và Sao Mộc, cho các vụ va chạm với mảnh vỡ sao chổi xảy ra cách đây nhiều thập kỷ, không phải hàng triệu năm trước.
Hình minh họa cho thấy Sao chổi Shoemaker-Levy 9 đâm vào Sao Mộc vào tháng 7 năm 1994, trong khi đám mây bụi của nó tạo ra những gợn sóng trên rìa Sao Mộc. Sao chổi, được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA, xuất hiện dưới dạng một chuỗi mảnh vụn màu đỏ rơi xuống Sao Mộc từ phía nam. Hình ảnh qua Hubble sau đó cho thấy những vệt tối nơi các mảnh sao chổi va chạm với hành tinh. Các viền mờ, được xây dựng trên hình ảnh do sứ mệnh galileo của NASA gửi lại, thường rất mờ, nhưng đã được nhấn mạnh nhiều hơn trong hình minh họa này. Các đường biểu diễn đường đi của đám mây bụi của sao chổi. Tác động của những hạt bụi này đã làm nghiêng chiếc vòng ra khỏi trục của nó. Ảnh: M. Showalter
Thủ phạm gây ra các gợn sóng của Sao Mộc là sao chổi Shoemaker-Levy 9. Đám mây mảnh vụn của sao chổi đi qua hệ thống vành mỏng của Sao Mộc trong quá trình va chạm với hành tinh này vào tháng 7 năm 1994. Các nhà khoa học cho rằng các gợn sóng của Sao Thổ là một vật thể tương tự – có thể là một đám mây mảnh vụn sao chổi khác – đó bị cướp vòng trong vào năm 1983. Kết quả được mô tả chi tiết trong hai bài báo đăng trên tạp chí Science, số ra thứ Năm (31/3).
Matthew Hedman, một thành viên của nhóm chụp ảnh Cassini, cho biết: “Chúng tôi tìm thấy bằng chứng cho thấy vành đai của hành tinh có thể bị ảnh hưởng bởi các sự kiện cụ thể, có thể xác định được đã xảy ra trong 30 năm qua, chứ không phải một trăm triệu năm trước”. tác giả của một trong hai bài báo, và là nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell ở Ithaca, New York. “Hệ mặt trời là một nơi năng động hơn nhiều so với chúng ta nghĩ.”
Các dải sáng và tối xen kẽ, kéo dài sâu trong các vành đai D và C của Sao Thổ, xuất hiện trong hình ảnh này do Cassini chụp một tháng trước điểm phân của hành tinh năm 2009. Ảnh: NASA / JPL / Viện Khoa học Không gian.
Các nhà khoa học đã tìm hiểu về lỗ hổng ở rìa Sao Mộc vào cuối những năm 1990 từ các chuyến thăm của tàu vũ trụ Galileo tới Sao Mộc. Thật không may, những hình ảnh chụp được từ sứ mệnh rất mờ, và các nhà khoa học không hiểu tại sao chúng lại xuất hiện. Mãi cho đến khi Cassini đi vào quỹ đạo xung quanh Sao Thổ và bắt đầu gửi lại hàng nghìn bức ảnh, các nhà khoa học mới có được bức tranh rõ nét hơn về quá trình này. Một bài báo khoa học năm 2007 của Hedman và các đồng nghiệp của ông lần đầu tiên xem xét các nếp gấp biến dạng của vòng trong cùng của Sao Thổ, được gọi là vòng D.
Một nhóm khoa học bao gồm Hedman và Mark Showalter, một nhà nghiên cứu về Cassini tại Viện SETI ở Mountain View, California, đã phát hiện ra rằng các rãnh trong vòng D dường như ngày càng đan xen vào nhau. Hedman chứng minh rằng hình ảnh trên xuất hiện khi một thứ gì đó làm nghiêng vòng chữ D khỏi trục của nó khoảng 100 mét vào cuối năm 1983. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng lực hấp dẫn của Sao Thổ tác động lên vùng nghiêng đã làm biến dạng vòng tròn thành một hình xoắn ốc chặt chẽ.
Hình minh họa cho thấy các vành đai của Sao Thổ, sau khi nghiêng so với mặt phẳng xích đạo của Sao Thổ, biến thành các vòng lượn sóng. Ảnh: NASA / JPL / Cornell
Các nhà khoa học hình ảnh Cassini đã nhận được một manh mối khác vào tháng 8 năm 2009 khi mặt trời chiếu trực tiếp dọc theo đường xích đạo của Sao Thổ và chiếu vào rìa của vòng nằm ngang. Những điều kiện ánh sáng độc đáo đó đã làm nảy sinh những gợn sóng chưa từng thấy ở các bộ phận khác của hệ thống vành xe. Chuyện xảy ra năm 1983 là một sự kiện lớn chứ không phải nhỏ, một sự kiện cục bộ.
Vụ va chạm đã làm nghiêng một khu vực rộng hơn 19.000 km, che khuất một phần của vành đai D và vòng ngoài sau đó được gọi là vành đai C. Thật không may, tàu vũ trụ đã không ghé thăm Sao Thổ vào thời điểm đó, và hành tinh này ở rất xa mặt trời. , không thể nhìn thấy từ kính thiên văn trên mặt đất hoặc không gian.
Hedman và Showalter, tác giả chính của bài báo thứ hai, tự hỏi liệu hình ảnh bị lãng quên từ lâu về hệ thống vành đai của Sao Mộc có thể làm sáng tỏ bí ẩn này hay không. Sử dụng các hình ảnh của Galileo từ năm 1996 đến năm 2000, Showalter xác nhận các hình vẽ xoắn ốc tương tự áp dụng các cơ sở toán học tương tự mà chúng áp dụng cho Sao Thổ và có tính đến các hiệu ứng hấp dẫn của Sao Mộc. Tàu vũ trụ Galileo phóng lên tàu con thoi vào năm 1989 và nghiên cứu Sao Mộc cho đến năm 2003.
Xoắn ốc ngược dòng chỉ thời kỳ các vành đai của Sao Mộc lệch trục giữa tháng 6 và tháng 9 năm 1994. Sao chổi Shoemaker-Levy đi vào bầu khí quyển của Sao Mộc vào cuối tháng 7 năm đó. Hình ảnh Galileo cũng tiết lộ một hình xoắn ốc thứ hai, được cho là xuất hiện vào năm 1990. Hình ảnh được chụp bởi tàu vũ trụ New Horizons vào năm 2007, khi tàu vũ trụ đi qua Sao Mộc trên đường tới Sao Diêm Vương. , cho thấy hai hình ảnh gợn sóng gần đây hơn, ngoài tiếng vang mờ nhạt của vụ va chạm Shoemaker-Levy 9.
Những hình ảnh này, xuất phát từ dữ liệu do tàu vũ trụ Galileo của NASA thu được, cho thấy những gợn sóng tinh tế trong các vành đai của Sao Mộc mà các nhà khoa học có thể truy tìm lại tác động của sao chổi Shoemaker-Levy 9 vào tháng 7 năm 1994. Nguồn ảnh: NASA / JPL-Caltech / SETI
Showalter nói: “Ngày nay chúng ta biết rằng va chạm với các vành đai xảy ra rất thường xuyên – vài lần trong một thập kỷ đối với Sao Mộc và vài lần trong thế kỷ đối với Sao Thổ. “Các nhà khoa học hiện biết rằng những chiếc vòng ghi lại những vụ va chạm này giống như những rãnh xoắn ốc trong các bản ghi vinyl, và sau đó chúng ta có thể đọc ngược lịch sử”.
Được phóng vào ngày 15 tháng 10 năm 1997, Cassini bắt đầu quay quanh sao Thổ vào năm 2004 và gửi dữ liệu trở lại hàng ngày.
Linda Spilker, nhà khoa học thuộc dự án Cassini tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở Pasadena, California cho biết: “Việc tìm thấy những dấu vết này vẫn còn bên trong các vành đai là một điều đáng ngạc nhiên và giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về quá trình va chạm trong hệ mặt trời của chúng ta. “Thời gian dài ở quanh sao Thổ của Cassini đã giúp chúng ta khám phá ra những manh mối tinh tế cho chúng ta biết về lịch sử nguồn gốc của chúng ta.”