Phương Huyền
Writer
Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, hai hành tinh băng khổng lồ nằm ở rìa Hệ Mặt Trời, từ lâu đã là ẩn số đối với các nhà khoa học. Một trong những bí ẩn lớn nhất là sự xuất hiện bất thường của những cơn siêu bão, dữ dội nhưng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Giờ đây, một nghiên cứu mới đã hé lộ "thủ phạm" đứng sau hiện tượng kỳ lạ này: khí metan.
Các nhà khoa học đã biết rằng nhiệt từ bên trong các hành tinh này cần phải bốc lên bề mặt để tạo ra bão. Tuy nhiên, điều khó hiểu là tại sao bão không xảy ra thường xuyên hơn, khi mà bên trong hành tinh luôn ấm và bề mặt luôn lạnh.
Nghiên cứu mới, được công bố trên arXiv, cho thấy khí metan - thành phần phổ biến thứ ba trong bầu khí quyển của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương - đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết sự hình thành bão.
Thông qua mô phỏng 3D, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khí metan có thể ngưng tụ thành những giọt nước ở tầng cao của khí quyển, sau đó rơi xuống và bốc hơi trở lại, tạo thành một chu kỳ tương tự như chu trình nước trên Trái Đất.
Tuy nhiên, khi khí quyển quá bão hòa với khí metan, một lớp "ổn định" sẽ hình thành, giống như một tấm chăn ướt ngăn nhiệt bốc lên bề mặt, từ đó ngăn chặn sự hình thành bão.
Lớp ổn định này thường xuất hiện ở hầu hết các khu vực trên Sao Hải Vương và một số khu vực trên Sao Thiên Vương. Tuy nhiên, các cực của Sao Thiên Vương không có đủ khí metan để tạo ra lớp này, khiến nhiệt dễ dàng bốc lên và tạo ra những cơn bão lớn hơn.
Trên Sao Hải Vương, khí metan đôi khi có thể thoát khỏi lớp ổn định và phân tán khắp khí quyển, tạo điều kiện cho nhiệt lưu thông và hình thành bão, trước khi mọi thứ trở lại trạng thái ổn định.
Nghiên cứu kết luận rằng, sự đối lưu khô yếu và sự đối lưu ẩm bị ức chế mạnh trên các hành tinh băng khổng lồ. Tuy nhiên, khi đủ khí metan được vận chuyển lên trên, những cơn bão đối lưu ẩm không thường xuyên có thể hình thành. Sao Hải Vương, với dòng nhiệt bên trong lớn hơn, sẽ có bão xảy ra thường xuyên hơn Sao Thiên Vương.
Mặc dù đã hé lộ được phần nào bí ẩn về siêu bão trên Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, các nhà khoa học cho rằng cần thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố trong bầu khí quyển của những hành tinh băng giá này.
Các nhà khoa học đã biết rằng nhiệt từ bên trong các hành tinh này cần phải bốc lên bề mặt để tạo ra bão. Tuy nhiên, điều khó hiểu là tại sao bão không xảy ra thường xuyên hơn, khi mà bên trong hành tinh luôn ấm và bề mặt luôn lạnh.
Nghiên cứu mới, được công bố trên arXiv, cho thấy khí metan - thành phần phổ biến thứ ba trong bầu khí quyển của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương - đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết sự hình thành bão.
Thông qua mô phỏng 3D, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng khí metan có thể ngưng tụ thành những giọt nước ở tầng cao của khí quyển, sau đó rơi xuống và bốc hơi trở lại, tạo thành một chu kỳ tương tự như chu trình nước trên Trái Đất.
Tuy nhiên, khi khí quyển quá bão hòa với khí metan, một lớp "ổn định" sẽ hình thành, giống như một tấm chăn ướt ngăn nhiệt bốc lên bề mặt, từ đó ngăn chặn sự hình thành bão.
Lớp ổn định này thường xuất hiện ở hầu hết các khu vực trên Sao Hải Vương và một số khu vực trên Sao Thiên Vương. Tuy nhiên, các cực của Sao Thiên Vương không có đủ khí metan để tạo ra lớp này, khiến nhiệt dễ dàng bốc lên và tạo ra những cơn bão lớn hơn.
Trên Sao Hải Vương, khí metan đôi khi có thể thoát khỏi lớp ổn định và phân tán khắp khí quyển, tạo điều kiện cho nhiệt lưu thông và hình thành bão, trước khi mọi thứ trở lại trạng thái ổn định.
Nghiên cứu kết luận rằng, sự đối lưu khô yếu và sự đối lưu ẩm bị ức chế mạnh trên các hành tinh băng khổng lồ. Tuy nhiên, khi đủ khí metan được vận chuyển lên trên, những cơn bão đối lưu ẩm không thường xuyên có thể hình thành. Sao Hải Vương, với dòng nhiệt bên trong lớn hơn, sẽ có bão xảy ra thường xuyên hơn Sao Thiên Vương.
Mặc dù đã hé lộ được phần nào bí ẩn về siêu bão trên Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, các nhà khoa học cho rằng cần thêm nhiều nghiên cứu để hiểu rõ hơn về sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố trong bầu khí quyển của những hành tinh băng giá này.
