Buzz
Vào thời điểm đó, nếu Trái Đất vẫn tồn tại, Sao Mộc có thể 'nhét' hơn 10.000 hành tinh Trái Đất vào trong lòng, thay vì chỉ khoảng 1.300 như hiện nay.
Là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và cũng là hành tinh đầu tiên hình thành, Sao Mộc đã đóng vai trò như một 'gã khổng lồ dẫn đầu', ảnh hưởng đến quá trình hình thành của các hành tinh khác. Nhưng Sao Mộc đã lớn đến mức nào khi mới được sinh ra? Và làm sao các nhà khoa học có thể biết được điều này sau 4,5 tỷ năm?
Câu trả lời, thú vị thay, không đến từ những mặt trăng nổi tiếng như Europa hay Ganymede, mà lại từ hai vệ tinh ít được biết đến: Amalthea và Thebe, hai mặt trăng này còn gần Sao Mộc hơn cả Io - vệ tinh nổi bật nhất của hành tinh này. Theo các giáo sư Konstantin Batygin (Viện Công nghệ California - Caltech) và Fred Adams (Đại học Michigan), chính đặc điểm quỹ đạo nghiêng nhẹ của Amalthea (0,36 độ) và Thebe (1,09 độ) là dấu vết còn sót lại từ thời kỳ hình thành.
Thông thường, các vệ tinh gần hành tinh sẽ có quỹ đạo gần như song song với mặt phẳng xích đạo của hành tinh đó. Nhưng sự nghiêng nhẹ nhưng đáng kể trong quỹ đạo của Amalthea và Thebe so với quy chuẩn này khiến Batygin và Adams nghi ngờ rằng chúng đã chịu tác động từ lực hấp dẫn của Io. Điều này có thể giúp các nhà khoa học 'truy ngược' lại vị trí quỹ đạo của Io khi mà đám mây khí quanh Sao Mộc vừa tan đi.
Từ đó, nhóm nghiên cứu đã tính toán bán kính của Sao Mộc vào thời kỳ đó: khoảng từ 2,0 đến 2,56 lần kích thước hiện tại, tương đương với việc hành tinh này lớn gấp 8 lần thể tích của nó bây giờ. Nếu Trái Đất tồn tại vào lúc đó, Sao Mộc sẽ có thể chứa hơn 10.000 Trái Đất, thay vì chỉ 1.300 như hiện nay. Không chỉ thế, từ trường của Sao Mộc thời kỳ đó – vốn đã mạnh nhất trong Hệ Mặt Trời – có thể mạnh gấp 50 lần hiện tại, tạo ra những cực quang rực rỡ chưa từng thấy nếu Mặt Trời sơ khai bùng nổ.
Điều đặc biệt trong nghiên cứu của Batygin và Adams là họ không sử dụng các mô hình truyền thống để dựng lại quá trình hình thành lõi hành tinh, mà thay vào đó, họ dựa vào động lực học quỹ đạo của các vệ tinh và mô men động lượng có thể đo được cho đến hôm nay. “Thật bất ngờ khi sau 4,5 tỷ năm, chúng ta vẫn có đủ manh mối để tái tạo lại trạng thái vật lý của Sao Mộc trong thời kỳ đầu của nó,” Adams chia sẻ.
Tuy nhiên, với việc đây là một phương pháp mới, giả thuyết này vẫn còn những điểm cần phải cân nhắc. Hai mặt trăng gần Sao Mộc nhất, Metis và Adrastea, không được đưa vào mô hình, vì chúng có thể là tàn dư của một mặt trăng lớn hơn đã bị lực hấp dẫn của Sao Mộc xé thành mảnh. Các kết luận của nhóm nghiên cứu cũng dựa trên giả định rằng Thebe và Amalthea là các vệ tinh nguyên thủy, không hình thành sau này. Nếu giả thuyết này sai, những kết luận về kích thước và cấu trúc ban đầu của Sao Mộc có thể không còn đúng nữa.
Ngoài việc vẽ ra một hình ảnh hùng vĩ về Sao Mộc thời kỳ sơ khai – một hành tinh khổng lồ rực sáng với từ trường cực mạnh – nghiên cứu này còn góp phần làm rõ cuộc tranh luận lâu dài giữa hai giả thuyết về sự hình thành các hành tinh khí khổng lồ: hình thành từ lõi (bottom-up) hay từ sự sụp đổ trọng lực của đám mây khí (top-down). Những phát hiện của Batygin và Adams đã ủng hộ giả thuyết bottom-up, vốn được coi là kịch bản chính trong Hệ Mặt Trời, mặc dù giả thuyết top-down vẫn đang được xem xét đối với các hệ hành tinh ngoài.
Công trình nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Nature Astronomy.
Anh Việt
