Trước đây chúng ta chỉ biết
đến những hành tinh bay quanh Mặt trời.
Nhưng giờ chúng ta đã khám phá ra những thế giới bằng đá
và những hành tinh khí khổng lồ xoay quanh các ngôi sao khác.
Chúng kể một câu chuyện lý thú.
Lịch sử những ngày đầu của các hành tinh này
có thể rất dữ dội.
Các hành tinh hình thành ở mọi nơi đều theo cùng một cách.
Chúng được hình thành từ bụi và mảnh vụn
còn sót lại sau việc ra đời một ngôi sao.
Vậy, nếu tất cả chúng đều được tạo ra như nhau,
cái gì làm cho chúng khác biệt đến vậy?
VŨ TRỤ VẬN HÀNH NHƯ THẾ NÀO
Các Hành Tinh
Vũ trụ có đầy các thiên hà...
...các đám mây khí...
các ngôi sao...
và các hành tinh.
Hệ Mặt Trời của chúng ta có 8 hành tinh.
Nhưng giờ chúng ta biết chúng là một nhóm nhỏ xíu,
so với gia đình hành tinh khổng lồ
của thiên hà.
Thật là một thời điểm đặc biệt trong lịch sử khoa học...
khi biết chắc rằng
có những hệ hành tinh khác ngoài kia.
Chúng rất phổ biến.
Trong số 200 tỷ ngôi sao thuộc dãi Ngân Hà,
chắc chắn có hàng chục tỷ hành tinh.
Năm 2009, NASA phóng kính viễn vọng không gian Kepler
trong một sứ mạng 6 năm
để tìm kiếm các hành tinh mới bay quanh những sao khác.
Đến nay, các nhà thiên văn đã tìm thấy hơn 400.
Một số là những quả cầu khí xáo động động khổng lồ,
lớn hơn Mộc tinh đến 5 lần.
số khác là những thế giới đất đá khổng lồ hơn Trái Đất nhiều lần.
Một số bay theo quỹ đạo hoang dã thất thường
gần ngôi sao đến mức chúng bị bốc cháy.
Nhưng rõ ràng là... không cái nào giống cái nào.
Mỗi cái mỗi loại.
Nhưng hầu hết những hành tinh mới này đều rất xa và khó nghiên cứu.
Những gì ta biết về hoạt động hành tinh
là đến từ 8 hành tinh bay quanh ngôi sao của chúng ta.
Các hành tinh của chúng ta có 2 loại.
Có bốn hành tinh đá ở phía trong hệ mặt Trời...
Thủy tinh...
Kim Tinh...
Trái Đất...
Và Hỏa tinh.
Và ở phía ngoài hệ Mặt Trời,
có 4 hành tinh khí khổng lồ...
Mộc tinh...
Thổ tinh...
Thiên vương tinh...
Hải vương tinh.
Mỗi hành tinh này đều khác biệt rõ ràng.
Tính chất khác nhau của chúng được hình thành từ
sự ra đời của hệ Mặt Trời cách đây 4,6 tỷ năm.
Khi Mặt Trời bùng sáng,
nó để lại một đám mây lớn gồm bụi và khí.
Cả 8 hành tinh...
những hành tinh đá phía trong và hành tinh khí phía ngoài...
đều đến từ đám mây mãnh vỡ Vũ trụ này.
Các hành tinh trong hệ Mặt Trời chúng ta
được làm nên từ cùng một vật liệu.
Chúng có nguồn gốc từ cùng một đám mây bụi khí,
nhưng chúng được hình thành trong các điều kiện rất khác nhau.
Một số được hình thành gần Mặt Trời,
nơi nóng hơn nhiều,
một số ở xa bên ngoài, nơi lạnh hơn nhiều.
Do các điều kiện khác nhau như vậy, kết quả cuối cùng,
sản phẩm của việc hình thành, cũng khác.
Theo tôi, khởi điểm của hệ Mặt Trời
là một hổn hợp khá đồng nhất của silicat,
hơi nước, hydro, rất nhiều hydro,
mê-tan và một số yếu tố khác.
Những yếu tố này trong đám mây bụi
giống như những nguyên liệu trong cái bánh.
Chúng thành bánh khác nhau, phụ thuộc vào sự kết hợp
các nguyên liệu và nhiệt độ của lò nướng.
Và giống như bánh bạn trộn nguyên liệu lại.
Rồi bạn đặt nó vào lò và nướng,
nó có thể biến đổi.
Đó là những gì đã xảy ra trong hệ Mặt Trời.
Tóm lại, các hành tinh được nấu theo các cách hơi khác nhau,
tùy thuộc vào độ gần Mặt Trời của chúng.
Gần bên trong, nơi vùng nóng,
Mặt Trời đốt bay hết khí và sôi hết nước.
Chỉ có những vật liệu cứng ở nhiệt độ cao,
chỉ có đá và kim loại mới trụ lại,
đó là lý do những hành tinh đá được hình thành gần Mặt Trời.
Di chuyển ra ngoài, xa sức nóng Mặt trời,
có những hành tinh được nấu theo kiểu khác.
Nhưng chính thành phần trong đám mây
xác định chính xác những kiểu hành tinh nào sẽ được hình thành.
Tùy vào loại mây mà một hệ Mặt Trời được hình thành,
có thể có những hệ Mặt Trời không có hành tinh đá
bởi vì nó có quá ít các vật liệu
để xây nên một thứ như Trái Đất,
thay vào đó, bạn sẽ có nhiều hành tinh khí khổng lồ
mà không có hành tinh đá nào.
Nếu bạn muốn có những hành tinh đá,
bạn cần một đám mây có nhiều kim loại và đá.
Bước tiếp theo... hạ nhiệt độ xuống.
khi nó nguội lại, một số các nguyên tố trong đó
có nhiệt độ sôi cao bắt đầu ngưng tụ thành chất rắn.
Những hạt khoáng chất nhỏ này đang hình thành.
Những hạt tý hon này
là những hạt giống của một hành tinh đá mới.
Qua thời gian, chúng dính lại với nhau.
Bạn có hai phân tử bụi,
chúng va phải nhau
trở thành một phân tử bụi lớn hơn.
và chúng nhận thêm càng ngày càng nhiều.
Tiến trình này được gọi là bồi tụ.
Khi những thứ này lớn hơn, chúng trở thành những khối đá.
Rồi đá va vào nhau tạo thành những khối lớn.
Những khối đá đập vào nhau để thành khối lớn hơn.
Cuối cùng, bạn có một thứ đủ lớn,
lực hấp dẫn của nó đủ mạnh
và nó bắt đầu kéo các vật liệu vào.
Vậy, thay vì chỉ va chạm vật liệu
và tăng khối lượng,
bây giờ nó chủ động kéo vật liệu vào.
Trong hệ Mặt Trời chúng ta,
đã có nhiều hành tinh sơ sinh, lúc đầu... có thể 100.
Phần lớn chúng không tới đích.
Nếu bạn đến Vành đai tiểu hành tinh
nhìn thấy tiều hành tinh 4 Vesta,
Đó là một ví dụ tốt một hành tinh đá phải lớn thế nào
trước khi nó có thể tự kéo thành dạng hình cầu.
Vesta chỉ có đường kính 530 km
không đủ lớn để trở hành hình cầu.
Đối với một hành tinh đang lớn, để trở nên tròn,
nó phải đạt đường kính 800 km.
Khi đó nó mới đủ trọng lực để ép thành hình cầu.
Nhỏ hơn, nó sẽ ở hình dạng không đều.
Khi các hành tinh sơ sinh tròn tiếp tục hút vật liệu vào,
mỗi va chạm làm chúng nóng thêm,
đến khi chúng nóng chảy.
Giờ đây, trọng lực bắt đầu tách vật liệu nặng ra.
những vật liệu nhẹ hơn có xu hướng nổi lên trên thành lớp vỏ cứng,
Những vật liệu nhẹ hơn... nhiều kim loại...
rơi xuống dưới và tạo nên
lớp lõi đặc hơn nhiều tại trung tâm của hành tinh.
Những hành tinh trẻ
cuối cùng trông như những hành tinh.
Nhưng giờ chúng phải sống sót
qua thời kỳ bạo lực và hủy diệt...
...một giai đoạn tàn bạo nó xác định
hành tinh nào sống và hành tinh nào chết.
Sau sự ra đời của Mặt Trời,
cả 8 hành tinh của chúng ta
từ cùng một đám mây bụi khí,
nhưng cuối cùng, chúng khác nhau hoàn toàn.
Không có bản thiết kế cho mỗi hành tinh sơ sinh.
Chúng đã theo quy luật của vật lý và hóa học,
nhưng điều quan trọng nhất đã xảy ra bởi sự ngẫu nhiên.
4,5 tỷ năm trước,
khoảng 100 hành tinh non xoay quanh Mặt Trời.
nó biết thành trận đấu sinh tử.
Hành tinh đập vào hành tinh. Phần lớn bị phá hủy.
Lịch sử những ngày đầu của các hành tinh
rất là dữ dội,
nhiều va chạm kiểu này đã diễn ra
trong giai đoạn cuối của quá trình trưởng thành.
Khi những va chạm này diễn ra, khi các vật thể lao vào nhau,
Một số vật thể lớn lên với các giá
của tất cả cái khác trong đám vi thể hành tinh này.
Những hành tinh này, những thứ này sẽ trở thành hành tinh,
lớn lên và bự hơn,
chúng quét sạch tất cả các vi thể hành tinh xung quanh,
hậu quả là trên bề mặt, của tiền hành tinh đó
bị oanh tạc một lượng lớn
mảnh vụn từ không gian.
Khi kết thúc,
những gì còn lại là 4 hành tinh đá rất khác nhau.
Lịch sử va chạm của mỗi hành tinh có một dấu ấn riêng,
đó là lý do tất cả chúng rất khác nhau.
Hỏa tinh là vùng đất hoang lạnh.
Trái đất thì có nước chảy.
Kim tinh là một địa ngục núi lửa.
Thủy tinh thì nhỏ bé hoang vắng và siêu nóng,
Kết quả của những va chạm lớn.
Ví dụ như Thủy tinh,
nó cực kỳ đặc và có lớp vỏ rất mỏng.
Có khả năng, nó khởi đầu là một hành tinh lớn hơn.
Rồi có thứ gì đó đập vào nó ở một góc
làm lột mất lớp vỏ trọng lượng nhẹ,
chỉ còn lại lõi đặc.
Trái Đất trẻ cũng từng bị va mạnh.
Khoảng cuối quá trình phát triển,
Trái Đất bị va chạm bởi một vật thể khác
các mảnh vỡ bị tách ra khỏi lớp vỏ Trái Đất...
...chúng bay vào quỹ đạo xung quanh Trái Đất
rồi chúng tích tụ lại tạo thành Mặt Trăng ngày nay.
Cũng có bằng chứng rằng
một vật thể đã va vào Hỏa Tinh.
Bắc bán cầu có lớp vỏ mỏng hơn phía nam.
Có một giả thuyết cho những gì đã xảy ra.
Thời kỳ đầu trong lịch sử hành tinh,
bắc bán cầu của Hỏa tinh bị tấn công bởi vài vật thể
làm bắn phần lớn lớp vỏ ra.
và lớp vỏ đó tích tụ lại ở bên nửa phía nam.
Tất cả những va chạm này thực hiện hai điều.
Chúng làm giảm số lượng hành tinh sơ sinh sống sót.
Và mang nhiều nguyên liệu cho kẻ còn lại.
Nếu có một va chạm
với một thứ giàu kim loại,
những cục này có xu hướng chìm xuống sâu
nơi nó trở thành lõi...
...nếu va chạm với băng và những thứ nhẹ hơn,
chúng sẽ nổi ở trên
tạo thành các phần của lớp vỏ.
Bốn hành tinh đá gần Mặt Trời
gần như hoàn tất.
Chúng có lõi đặc sắt nóng
được bao quanh bởi một lớp sắt lỏng,
tất cả được gói trong một lớp đá nóng chảy.
phía trên là vỏ bề mặt.
Các hành tinh đá này được hình thành cùng một cách,
từ cùng một vật liệu cơ bản.
Nhưng mỗi cái đều rất khác nhau...
Khác kích thước, và số phận cũng rất khác nhau.
Không gian, trông có vẻ trống rỗng, nhưng không phải.
Nó có đầy một thứ bắn ra từ Mặt Trời.
Mặt Trời phát ra từ trường rất mạnh
nó trồi lên trên bề mặt bằng những vòng khổng lồ.
Khi chạm nhau, chúng phát ra một cơn bão siêu nóng,
những hạt điện tích cao bắn vào không gian.
Đó là gió Mặt Trời.
Các nhà du hành Vũ Trụ có thể thấy nó...
nhưng chỉ khi họ nhắm mắt.
Thỉnh thoảng, bạn thấy một tia chớp nhỏ khi đang nhắm mắt.
Đó là một hạt giàu năng lượng
đi xuyên qua đầu
và tương tác với chất lỏng bên trong mắt,
nó tạo ra một tia sáng nhỏ.
Bạn thấy những tia này cứ mỗi vài phút
khi bạn không ngủ nhưng mắt nhắm lại.
Nếu các nhà thiên văn phơi nhiểm
nhiều gió Mặt Trời, nó có thể là kẻ giết người.
Trong chương trình Apollo,
giữa hai xứ mẹnh Mặt Trăng,
có một đợt bùng nổ trên Mặt Trời
nó có thể giết các phi hành gia
nếu họ còn ở đó.
Vậy, bức xạ không gian là vấn đề nghiêm trọng.
Nhưng trên Trái Đất,
gió Mặt Trời không đe dọa nhiều
vì chúng ta có một lá chắn bảo vệ vô hình,
một từ trường phát ra từ lõi của hành tinh.
Ngay trung tâm của Trái Đất là lõi rắn.
Nó là quả cầu kết tinh sắt cứng.
Rồi đến lớp mỏng sắt lỏng,
chuyển động đối lưu,
việc này làm phát ra từ trường
Đó là lý thuyết.
Để chứng minh một lõi sắt có thể phát ra từ trường,
các nhà khoa học tạo ra một hành tinh trong phòng thí nghiệm.
Quả cầu 3 mét, nặng 23 tấn này
mô phỏng những điều kiện sâu bên trong Trái Đất.
Một quả cầu kim loại ở trung tâm hoạt động như lõi hành tinh.
Natri lỏng xoay quanh nó 230 km/h,
bắt chước những tác động của kim loại nóng chảy
xoay quanh lõi của Trái Đất.
Chúng tôi xây dựng thí nghiệm này để cố tạo ra một từ trường
cố gắn hiểu tại sao Trái Đất có một từ trường
và tại sao những hành tinh khác không có.
Nó hoạt động giống như máy phát điện trong xe hơi,
quay cuộn dây, sản xuất ra điện.
Trong thí nghiệm, natri lỏng khuấy quanh lõi
và sản xuất ra một từ trường.
nó rất giống như một máy phát điện.
Bạn có chuyển động có khả năng
tạo ra từ trường, bằng cách biến năng lượng chuyển động,
thành năng lượng từ.
Cùng thứ đó xảy ra bên trong Trái Đất.
Khi Trái Đất xoay, kim loại nóng chảy
chảy quanh lõi cứng, chuyển đổi năng lượng
thành một từ trường phát ra từ hai cực.
Nó bảo vệ khí quyển hành tinh khỏi gió Mặt Trời.
Nếu hành tinh có một từ trường,
gió Mặt Trời sẽ bị chuyển hướng
quanh hành tinh bởi từ trường.
Từ trường
làm lệch gió Mặt Trời quanh hành tinh,
bảo vệ khí quyển và mọi thứ trên Trái Đất.
Đôi khi những cơn bão bức xạ Mặt Trời lớn
sẽ trộn lẫn với từ trường.
Khi đó ta thấy màn trình diễn ánh sáng ở các cực...cực quang.
Không có một trường lực từ,
gió Mặt Trời sẽ thổi tan khí quyển và nước...
Để lại một hành tinh khô cằn chết chóc...
giống như Hỏa Tinh.
Hỏa tinh được hình thành giống Trái Đất.
Nhưng ngày nay nó khô lạnh với rất ít khí quyển.
Vậy tại sao hai hình tinh giờ khác nhau?
Năm 2004, NASA gửi hai robot khám phá Hỏa tinh để tìm hiểu.
Tàu thăm dò tên Spirit và Opportunity,
đã khảo sát hàng dặm trên bề mặt Hỏa tinh.
Nó xác nhận Hỏa tinh là một hoang mạc khô cằn và thù địch,
khí quyển chỉ bằng 1% so với Trái Đất.
Nhưng họ đã tìm thấy bằng chứng về nước trong quá khứ.
Hỏa tinh không phải luôn là sa mạc.
Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng thuyết phục
rằng nước đã từng có dưới đất dâng lên bề mặt,
và bốc hơi hết.
Chúng ta cũng thấy vài nơi có gợn sóng,
là dấu hiệu được hình thành khi nước chảy qua cát.
Vậy, không chỉ có nước dưới bề mặt.
Nó đã chảy trên bề mặt.
Nếu Hỏa tinh đã từng có nước,
có lẽ nó cũng có một khí quyển dày.
Vậy chuyện gì đã xảy ra?
Chúng ta có thể thấy Hỏa tinh từng có núi lửa hoạt động.
Vậy nó có một số điểm nóng bên trong.
Và bởi vì, nó được tạo thành từ cùng một nguyên liệu như Trái Đất,
nó có thể có một lõi sắt nóng,
được bao phủ bởi lớp kim loại nóng chảy ở trung tâm.
Vậy lẽ ra, nó cũng có một từ trường.
Câu hỏi là... Nó biến đi đâu?
Những ngày đầu của lịch sử hành tinh,
Hỏa tinh rõ ràng có một từ trường mạnh.
Và có lẽ nó cũng hoạt động giống như trên Trái Đất.
Nhưng Hỏa tinh nhỏ hơn Trái Đất.
Hệ quả là nó mất nhiệt nhanh hơn nhiều.
Điều đó có nghĩa là lõi lỏng có thể đông cứng.
Đông thành lõi cứng, quá trình đối lưu dừng lại.
Không còn đối lưu, từ trường biến mất.
Khi từ trường chết,
gió Mặt Trời thổi bay khí quyển,
và nước bay hơi.
Hỏa tinh trở thành hành tinh khô cằn lạnh lẽo.
Hỏa tinh, Trái Đất, Kim Tinh, và Thủy tinh... những hành tinh đá...
tất cả được hình thành trong vòng 386 triệu km từ mặt Trời.
Nhưng xa ra ngoài 4 lần,
Mặt Trời tạo ra một kiểu hành tinh khác.
Chúng to lớn, được làm từ khí,
và những quái vật này không có bề mặt cứng.
Đến nay, các nhà thiên văn đã phát hiện
hơn 400 hành tinh mới quay quanh các hệ mặt trời xa.
Gần như tất cả chúng đều là hành tinh khí khổng lồ.
Chúng ta có bốn cái được gọi là tinh khí khổng lồ
trong Hệ Mặt Trời.
Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh, Hải Vương tinh...
Tất cả đều có khí quyển,
rất dày, rất đặc, rất nhiều hydro,
nhiều hê-li, nhiều mê-tan.
Tại sao bốn hành tinh ngoài này là khí
khi những cái bên trong là đá?
Tất cả là do vị trí.
Ngoài đây, cách Mặt Trời 1.300 km, rất lạnh.
Lúc khởi đầu hệ Mặt Trời có bụi,
nhưng phần lớn là khí và nước đóng băng dạng hạt.
Tại nơi các hành tinh khổng lồ hình thành,
đủ lạnh để tuyết đông cứng.
Tôi nghĩ, có khả năng những bông tuyết,
chúng kết thành khối
tạo nên lõi hành tinh khổng lồ.
Đó là lý do
các hành tinh khí bự như thế.
Có rất nhiều băng và khí, lõi của nó rất lớn,
hơn Trái Đất cỡ 10 lần.
Các lõi khổng lồ này tạo ra rất nhiều lực hấp dẫn.
Chúng có sức kéo rất mạnh,
chúng hút tất cả khí xung quanh vào
tạo ra một khí quyển dày đặc
sâu hàng ngàn dặm.
Càng to, lực hấp dẫn càng lớn.
Càng có nhiều bụi và mảnh vỡ
bị kéo vào hành tinh,
và chúng trở thành thành phần căn bản của các mặt trăng.
Mộc tinh và Thổ tinh mỗi cái có hơn 60 mặt trăng.
Các hành tinh khí có đặc điểm đặc biệt khác... Các vòng.
Thổ tinh cá biệt ở chỗ
nó có hệ thống vành đai tuyệt đẹp này.
Hóa ra Mộc tinh, Thiên Vương, Hải Vương...
cũng có các hệ thống vành đai,
Nhưng chúng rất yếu
và rất khó phát hiện.
Nhưng có.
Cả bốn hành tinh khí đều có vành đai,
nhưng Thổ tinh là rõ nhất.
Từ xa, các vòng của Thổ tinh giống như một cái đĩa phẳng.
Thực ra, chúng là hàng ngàn những vòng nhỏ,
mỗi cái chỉ rộng vài dặm.
Khi tàu Cassini bay qua,
nó phát hiện hàng tỷ mảnh băng và đá cuội
đang bay trong các vòng
với tốc độ đến 130 ngàn km/h.
Những mảnh băng và đá này
liên tục va vào nhau.
Vài cục lớn thành mặt trăng nhỏ. Những cục khác bị vỡ ra.
Nhưng chúng không bao giờ thành những mặt trăng lớn.
Vì lực hút cực mạnh của Thổ tinh xé chúng thành từng mảnh.
Các nhà khoa học chỉ mới tìm ra
các vòng này, ban đầu được hình thành thế nào.
Lý thuyết là...
Một sao chổi đập vào một mặt trăng làm văng nó ra khỏi quỹ đạo
lại gần hành tinh hơn.
Lực hấp dẫn của Thổ tinh xé nó ra từng mảnh.
Tất cả những mảnh vụn đó
bị kẹt trong các vòng quanh hành tinh.
Nhưng bí ẩn thật sự của hành tinh khí lớn nằm sâu bên trong chúng,
hàng chục ngàn dặm bên dưới các đám mây.
Hoạt động thực tế
ở một nơi cực độ thách thức các quy luật tự nhiên.
Phần lớn các hành tinh mới
chúng ta tìm thấy quanh các sao xa là các hành tinh khí khổng lồ.
Chúng lớn đến mức Mộc tinh chỉ là cái nhỏ.
Nhưng những gì diễn ra bên trong, cả hành tinh trong hệ Mặt Trời
lẫn những hành tinh bên ngoài đều là một bí ẩn.
Chúng ta biết khí quyển đặc của Mộc tinh
sâu 103 ngàn km,
chúng ta có thể thấy những dải khí tốc độ cao
tạo nên những cơn bão dữ dội càn quét khắp bề mặt.
Nhưng những gì ta không biết là những gì diễn ra sâu bên trong,
dưới sâu những cơn bão.
Để tìm hiểu, NASA phóng tàu không gian Galileo
trong một sứ mạng 14 năm đến Mộc tinh.
...2, 1.
Chúng ta đã khai hỏa...
Tàu không gian Galileo bay lên Mộc tinh
Ngày 7 tháng 12, 1995.
Galileo thả một tàu thăm dò
chìm xuống khí quyển Mộc tinh với vận tốc 418.000 km/h.
Dù làm chậm nó lại
khi rơi xuyên khí quyển dày đặc.
Nó phát hiện ra ánh sáng trong các đám mây
và gió với vận tốc 1.200 km/h.
Các dữ liệu thăm dò truyền về Trái Đất trong 58 phút.
Mọi người đã hỏi tôi,
"Chuyện gì đã xảy ra với tàu thăm dò Galileo ta thả xuống?"
Nó không chạm phải thứ gì.
Nó chỉ rơi liên tục vào môi trường của Jupiter,
áp suất càng ngày càng tăng.
Khi chìm xuống nó ghi nhận áp lực
lớn hơn trên Trái Đất 23 lần
và nhiệt độ hơn 60 độ C.
Khi bạn trong môi trường khí khổng lồ
bạn càng đi sâu xuống thì môi trường hydro càng đặc,
không có bề mặt cứng,
Tuy nhiên nó có thể có một trọng lượng cực lớn.
Và cuối cùng bạn sẽ bị nghiền nát
bởi trọng lượng phủ của vật liệu ở đó.
Mặc dù tàu thăm dò chỉ xuống 320 km
trước khi nó bị nghiền nát,
nó cho các nhà khoa học cái nhìn thoáng qua bên trong Mộc tinh.
Nhưng trái tim đen tối của hành tinh vẫn còn là một bí ẩn.
Giống như một số hành tinh đá,
các hành tinh khí lớn cũng có một từ trường.
Nhưng đây là những thứ ngoại hạng.
Từ trường của Mộc tinh
mạnh hơn của Trái Đất 200 lần,
nó quá lớn, nó kéo dài suốt đường đến Thổ tinh,
cách xa hơn 1 tỷ km.
Giống như Trái Đất, từ trường làm lệch hướng gió Mặt Trời
bảo vệ khí quyển của Mộc tinh.
Khi các nhà khoa học nghiên cứu từ trường của Mộc tinh,
họ phát hiện ra nó có ảnh hưởng đến các mặt trăng của Mộc tinh.
Mặt trăng núi lửa - lO - quỹ đạo chỉ cách hành tinh 530.000 km.
Các núi lửa của IO bắn một tấn khí bụi
vào không gian mỗi giây.
Và từ trường của Mộc tinh tăng nạp cho nó,
tạo nên các vành đai bức xạ mạnh.
Điều đó làm cho vùng lân cận của Mộc tinh
rất sống động theo nhiều kiểu.
Nếu bạn hướng ăng -ten máy vô tuyến phía Mộc tinh,
bạn có thể nghe thấy tất cả các loại tương tác này
xảy ra giữa các hành tinh và từ trường.
Đây là âm thanh của từ trường Mộc tinh.
Mộc tinh và Thổ tinh không cần gió Mặt Trời để tạo ra cực quang.
Từ trường của nó mạnh có thể tự tạo ra cực quang.
Kính viễn vọng không gian Chadra
chụp được những hình ảnh cực quang của Mộc tinh.
tàu thăm dò Cassini của NASA
chụp được hình ảnh cực quang đẹp này trên Thổ tinh.
Những cực quang này là bằng chứng
các hành tinh khí cũng có từ trường.
Nhưng các hành tinh khí phát ra từ trường thế nào?
Trên Trái Đất, kim loại lỏng nóng chảy
xoay quanh lõi kim loại cứng của hành tinh tạo ra.
Các hành tinh khí có lẽ cũng hoạt động đại khái như vậy.
Nhưng hành tinh khí không có lõi sắt nóng.
Chúng được hình thành quanh một lõi đông cứng của bụi và băng.
Vậy chính xác, cái gì đang diễn ra bên trong là một bí ẩn.
Tại nơi sâu nhất của mộc tinh,
chúng ta thật không biết
có cái gì trong đó.
Có khả năng, trung tâm của Mộc tinh
có một lõi cứng.
Hoặc chỉ có chất lỏng.
Có thể chúng ta không thể nào biết được.
Không tàu thăm dò nào có thể thực hiện hành trình 113.000km
xuống trung tâm hành tinh để điều tra.
Galileo đã bị nghiền nát
trước khi nó đến gần lõi.
Vì vậy các nhà khoa học đang tái tạo môi trường bên trong Mộc tinh
ngay tại phòng thí nghiệm trên Trái Đất.
Tại National Ignition Facility
ở Livermore, California,
họ đang mô phỏng lõi của Mộc tinh
sử dụng tia laser mạnh nhất thế giới.
Cơ sở này được thiết kế
để nén hydro đến áp suất cực cao và nhiệt độ cực nóng.
Bên trong Mộc tinh, áp suất cực cao được tạo ra do
sức nặng của 103.000km khí hydro
ép xuống lõi.
Trong phòng thí nghiệm, nó được tạo ra bởi 192 chùm tia laser
bắn vào một mẫu nhỏ khí hydro.
Khi áp lực trên mẫu
đạt hơn 1 triệu lần so với áp suất trên Mặt Đất,
hydro chuyển thành dạng lỏng.
Nhưng khi nó đạt đến 10 triệu lần
áp suất... giống lõi Mộc tinh hơn...
có điều kỳ lạ xảy ra với hydro.
Áp suất quá cao
làm tái cấu trúc hydro,
một phân tử rất cơ bản, đến khi nó có thể dẫn điện.
Nó thay đổi cầu trúc của H2 thành một dạng kim loại.
Các nhà khoa học nghĩ rằng
đó là những gì xảy ra trong Mộc tinh...
Áp suất và nhiệt độ
đã biến đổi lõi của hành tinh thành kim loại hydro.
Lõi kim loại của Mộc tinh hoạt động như lõi sắt trong Trái Đất.
Nó phát ra từ trường khổng lồ.
Trọng lực và nhiệt độ quyết định cách hành tinh phát triển,
từ lõi bên trong đến khí quyển bên ngoài.
Chúng là những lực sáng tạo tuyệt vời trong việc xây dựng hành tinh.
Nhưng có một nguyên liệu khác
tham gia rất nhiều vào việc hành tinh trở thành thế nào.
Và nguyên liệu đó là nước.
Các hành tinh trông có vẻ cố định và không thay đổi,
nhưng chúng không ngừng tiến hóa.
Trong hệ Mặt trời của chúng ta,
có một hành tinh bị mất khí quyển thành vùng đất hoang cằn cỗi.
Một hình tinh khác quá nóng trở thành hành tinh địa ngục.
Hành tinh Trái Đất cũng đã thay đổi,
và thứ tạo ra thay đổi... là nước.
Khi bạn nhìn Trái Đất từ không gian, bạn thấy nhiều nước.
Chúng ta là hành tinh xanh mà.
Vậy nó phải rất ướt, đúng không?
Thoáng nhìn Trái đất chúng ta...
3/4 bị đại dương bao phủ...
một thế giới nhiều nước.
Không đúng.
Tính về khối lượng, Trái Đất, chỉ có 0.06% nước.
Có nước trên bề mặt dưới dạng đại dương,
một số bị kẹt trong vỏ Trái Đất.
Nhưng thật ra, Trái Đất là một tảng đá tương đối khô.
Tất cả những hành tinh đá phía trong
được hình thành rất gần Mặt Trời, nên khởi đầu chúng rất khô.
Có chút nước nào thì cũng đã bốc hơi hết
hoặc bị thổi bay bởi các va chạm.
Những va chạm khổng lồ định hình nên Trái Đất này
khủng khiếp đến nổi...
tất cả nước từng ở đây
có thể đã bốc hơi và bay khỏi Trái Đất.
Vậy, nước mới này
từ đâu đến Trái Đất như ta có ngày nay?
Nó đã di chuyển đến đây.
Khi bạn nhìn xa ra ngoài
nhìn vào Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương, và Hải Vương,
Những hành tinh đó có lượng nước khổng lồ
bị khóa bên trong chúng.
Thậm chí, đáng kể hơn là các mặt trăng.
Các mặt trăng của Mộc, Thổ, Thiên Vương, Hải Vương,
có ít nhất 50% nước.
Có rất nhiều nước ngoài kia.
Vậy bằng cách nào, một số chúng đến Trái Đất?
Câu trả lời chắc chắn là,
phía xa bên ngoài hệ Mặt Trời chúng ta,
một số tiểu hành tinh và sao chổi,
đủ xa Mặt Trời để trữ nước.
Hàng triệu những sao chổi và thiên thạch ướt át này
bay vào bên trong hệ Mặt Trời.
Một số chúng tán vào Trái Đất,
qua thời gian dài, Trái Đất có được nước
từng là một phần của thiên thạch.
Nước đó chính là lượng nước
ta thấy gần như bao phủ Trái Đất ngày nay.
Nhưng về lượng nước được giao đến?
Đó là một sự may mắn.
Sẽ ra sao nếu Trái Đất
nhận được chỉ một nửa lượng nước nó đã nhận?
Nếu vậy, bề mặt Trái Đất sẽ gần như khô rang,
nếu nó có chút nước nào ở trên,
lớp xốp phía trong sẽ hút hết.
Không có nước bề mặt có nghĩa là không có sự sống.
Còn nếu quá nhiều nước thì sao?
Thế giới chúng ta là thế giới nước, các đại dương sâu hơn nhiều,
bao phủ các lục địa, thậm chí cả núi Everest.
Vậy bạn có thể hỏi, "nếu Trái Đất bị nước bao phủ,
nhiều gấp đôi hiện tại,
hành tinh chúng ta có
thích hợp cho đời sống công nghệ?"
Công nghệ cần đất khô.
Và rõ ràng là lượng nước chính xác
mà Trái Đất có được
đã cho phép loài công nghệ như chúng ta, người homo sapiens
phát triển mạnh.
Thế giới như chúng ta biết
tồn tại là nhờ một trận bão sao chổi và thiên thạch
mang theo đúng lượng nước
khoảng 4 tỷ năm trước.
Và có lẽ, điều tương tự cũng đang xảy ra
ở một nơi khác trong Vũ Trụ.
Một điều chắc chắn là... có nhiều nước ở ngoài kia.
Hydro, nguyên tử phổ biến nhất trong Vũ Trụ,
và oxy, một trong những nguyên tử phổ biến tiếp theo...
H2O chắc chắn sẽ là một phân tử rất phổ biến...
và trong Vũ Trụ chúng ta thì đúng như vậy.
Nước có mọi nơi trong Vũ Trụ,
và chúng ta đang tìm kiếm những hành tinh có nước.
Nhưng chúng ta vẫn chưa thấy
một hành tinh khác có nước lỏng.
Các nhà khoa học đã khám phá ra hơn 400 hành tinh mới.
Không có cái nào như thế giới chúng ta.
Những gì chúng ta chưa thấy là một hành tinh
có kích thước và khối lượng tương đương
và thành phần hóa học giống Trái Đất,
đang bay quanh một ngôi sao khác.
Vậy, vẫn còn một chén thánh cho nhân loại,
tìm một nơi ở khác chúng ta có thể coi như nhà.
Nhưng chúng ta sẽ tiếp tục tìm kiếm.
Chúng ta biết có khoảng 200 tỷ ngôi sao
chỉ riêng trong thiên hà chúng ta.
và cỡ 40 tỷ chúng có thể có hành tinh.
Chúng ta vẫn hy vọng
khi chúng ta khám pha ra những hành tinh kiểu Trái Đất
sẽ giúp chúng ta nhiều trong việc hiểu
các hành tinh trong hệ Mặt Trời và Trái Đất
tiến hóa như thế nào so với những hành tinh ngoài hệ Mặt Trời.
Chúng ta đang tiến vào
kỷ nguyên vàng của việc khám phá hành tinh.
Lần đầu tiên chúng ta thật sự hiểu
sự đa dạng thực tế ngoài không gian.
Tôi nghĩ trong thời gian tới sẽ rất thú vị.
Các hành tinh hình thành
phụ thuộc vào những quy luật vật lý và hóa học.
Những gì chúng trở thành... phụ thuộc nhiều vào may mắn.
Nhiều nhà khoa học tin rằng vấn đề chỉ là thời gian
trước khi chúng ta tìm thấy một hành tinh khác giống Trái Đất,
một cái được hình thành từ cùng một nguyên liệu,
ở đúng vị trí, có đúng lượng nước.
Điều chắc chắn là...
có hàng tỷ hành tinh ngoài kia
đang đợi được khám phá.
Phụ đề Việt ngữ: Trần Xuân Nghĩa nghiatx@gmail.com