Giới thiên văn giải mã bí ẩn lớn về Sao Thổ

Sao Thổ và vệ tinh Titan nhìn từ tàu Cassini (Ảnh: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Giới thiên văn cho biết đã giải mã một trong những bí ẩn lớn nhất của Sao Thổ, sau khi kết hợp dữ liệu từ tàu thăm dò Cassini và mô phỏng máy tính để làm rõ nguồn gốc vệ tinh Titan - vệ tinh lớn nhất của hành tinh này.

Titan có kích thước bằng khoảng một nửa Trái Đất và lớn hơn cả Sao Thủy. Vệ tinh này đang rời xa Sao Thổ với tốc độ 11 cm mỗi năm, nhanh hơn nhiều so với dự đoán trước đây. Dữ liệu do tàu Cassini thu thập trong giai đoạn 2004 - 2017 cho thấy Titan có lực hấp dẫn đủ lớn để khiến Sao Thổ dao động và nghiêng.

Nghiên cứu mới, được công bố trong tháng này trên kho lưu trữ ArXiv và được chấp nhận đăng trên tạp chí The Planetary Science Journal, cho rằng cách đây khoảng 500 triệu năm từng tồn tại một vệ tinh khác va chạm với Titan. Theo tác giả chính Matija Cuk thuộc Viện SETI, sự kiện này khiến phần lớn khối lượng của vệ tinh "bị mất" hợp nhất vào Titan.

Giả thuyết này cũng có thể giải thích sự hình thành của Hyperion - vệ tinh có hình dạng không cầu lớn nhất của Sao Thổ, với đường kính chỉ bằng khoảng 5% Titan. Các nhà khoa học cho rằng Hyperion có thể là mảnh vỡ còn lại sau vụ va chạm hoặc được hình thành từ các mảnh vật chất tích tụ sau đó.

Theo nhóm nghiên cứu, vụ va chạm có thể đã làm thay đổi chuyển động quay và độ nghiêng 26,7 độ của Sao Thổ so với mặt phẳng quỹ đạo quanh Mặt Trời. Trước đây, các nhà thiên văn cho rằng sự nghiêng này xuất phát từ ảnh hưởng hấp dẫn của Sao Hải Vương, nhưng dữ liệu Cassini cho thấy hai hành tinh không còn ở trạng thái cộng hưởng chính xác.

Nhóm nghiên cứu nhận định sự tồn tại của một vệ tinh “bị mất” có thể đã giữ cho Sao Thổ và Sao Hải Vương đồng bộ trong quá khứ, và việc vệ tinh này biến mất giải thích sự lệch pha hiện nay. Titan trong quá trình dịch chuyển quỹ đạo có thể đã gây nhiễu động các vệ tinh bên trong, dẫn đến các va chạm tạo nên hệ vành đai của Sao Thổ, có thể hình thành cách đây khoảng 100 triệu năm.

Một nghiên cứu công bố tháng 2 cho thấy bề mặt Titan có thể trẻ tới 300 triệu năm, dựa trên số lượng hố va chạm ít ỏi, cũng củng cố kịch bản va chạm này.

Để kiểm chứng giả thuyết, các nhà khoa học kỳ vọng vào sứ mệnh Dragonfly của NASA - một thiết bị bay chạy bằng năng lượng hạt nhân dự kiến phóng năm 2028 và đến Titan vào cuối năm 2034.