Khám phá bí ẩn của vệ tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời

Ganymede là vệ tinh tự nhiên lớn nhất của Sao Mộc và cũng là vệ tinh lớn nhất trong hệ Mặt Trời. Thậm chí, nó còn lớn hơn cả Sao Thủy, vốn đã từng được coi là một hành tinh.

Mặt trăng Ganymede của Sao Mộc gần như là một hành tinh theo đúng nghĩa đen. Thế giới xa xôi này không chỉ là vệ tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời mà kích thước của nó còn lớn hơn hành tinh Sao Thủy.
Ganymede đã thu hút trí tưởng tượng của mọi người trên Trái Đất trong nhiều thập kỷ, khiến nơi đây trở thành bối cảnh phổ biến cho nhiều tác phẩm khoa học viễn tưởng, từ tiểu thuyết của Robert A. Heinlein đến loạt phim hoạt hình Cowboy Bebop. Nhưng sự thật về Ganymede có thể còn thú vị hơn cả những câu chuyện hư cấu.
Kham pha bi an cua ve tinh lon nhat trong He Mat Troi
Ganymede chính thức được phát hiện vào năm 1610 bởi nhà thiên văn học người Ý Galileo. Tuy nhiên, có một khả năng là nó có thể đã được quan sát lần đầu tiên sớm hơn rất nhiều. "Bách khoa toàn thư về lịch sử khoa học, công nghệ và y học ở các nền văn hóa phi phương Tây" đề cập đến nhà thiên văn học cổ đại Trung Quốc, Gan De, người có ghi chép cho thấy ông có thể đã phát hiện ra mặt trăng này vào năm 365 TCN.
Trong các bài viết của mình, ông đề cập đến việc nhìn thấy một mặt trăng - "ngôi sao nhỏ màu đỏ" ở cạnh Sao Mộc. Đáng chú ý, Gan De đã thực hiện các quan sát của mình mà không sử dụng kính thiên văn; trong khi đó, về mặt lý thuyết thì Ganymede đủ sáng để có thể nhìn thấy bằng mắt thường, tuy nhiên nó thường bị ảnh sáng của Sao Mộc làm cho mờ đi.
Vào tháng 4 năm 2023, ESA đã phóng tàu vũ trụ tới Sao Mộc. Được đặt tên là Nhà thám hiểm mặt trăng băng giá của Sao Mộc (Juice), Ganymede vừa là mục tiêu chính vừa là đích đến cuối cùng trong hành trình dài 500 triệu dặm của nó. Khi đến nơi, nó sẽ mang đến cho nhân loại cái nhìn cận cảnh hơn về thế giới bí ẩn đầy hấp dẫn này. 
Một mặt trăng mang kích thước của một hành tinh
Nếu Ganymede quay quanh Mặt Trời thay vì Sao Mộc, nó gần như chắc chắn được coi là một hành tinh thực sự vì nhiều lý do. Một trong những lý do chính là kích thước của nó. Nó có đường kính 3.270 dặm, lớn hơn khoảng 8% so với đường kính 3.032 dặm của Sao Thủy. Hành tinh được chú ý nhiều nhất hiện nay với tư cách là điểm đến cho các nhà thám hiểm tàu vũ trụ và robot là Sao Hỏa cũng chỉ có đường kính 4.212 dặm, không lớn hơn quá nhiều khi so với Ganymede.
Tuy nhiên, sự khác biệt lớn giữa Ganymede và các hành tinh là nó nhẹ hơn đáng kể so với Sao Thủy hoặc Sao Hỏa. Giống như mặt trăng Europa, phần lớn khối lượng của Ganymede là nước và băng. Kết quả là lực hấp dẫn bề mặt của nó thấp hơn rất nhiều so với tỷ lệ đường kính lớn của nó.
Do đó, khi đặt chân lên Ganymede các phi hành gia chắc chắn sẽ có cảm giác rất giống với việc đi trên Mặt Trăng của Trái Đất.
Một ngày tại Ganymede bằng 7 ngày trên Trái Đất
Ganymede quay chậm hơn rất nhiều so với Trái Đất. Một ngày tại mặt trăng này kéo dài khoảng 7 ngày trên Trái Đất. Lý do tại sao ngày của Ganymede lại chậm như vậy là vì nó bị khóa chặt với Sao Mộc.
Cũng giống như Mặt Trăng của Trái Đất, Ganymede gần như bị khóa chặt một mặt vào hành tinh mẹ của nó, trong khi phía bên kia của nó luôn quay mặt đi. Nói cách khác, một ngày trên Ganymede trùng với quỹ đạo của nó. Trên bầu trời của Ganymede, Sao Mộc là vật cố định vĩnh viễn không bao giờ di chuyển khỏi vị trí của nó.
Khóa thủy triều xảy ra với bất kỳ mặt trăng nào quay quanh hành tinh của nó đủ gần. Khi lực hấp dẫn trên mặt trăng đủ mạnh, mặt gần hơn sẽ cảm thấy lực hút mạnh hơn mặt hướng ra ngoài.
Kham pha bi an cua ve tinh lon nhat trong He Mat Troi-Hinh-2
Ganymede sở hữu một trái tim sắt
Ở bên trong, Ganymede giống Trái Đất một cách đáng kinh ngạc. Sâu bên dưới bề mặt, hành tinh của chúng ta được chia thành nhiều lớp vật chất riêng biệt khác nhau. Khi hành tinh vẫn còn trẻ và chưa hoàn thành quá trình nguội đi, vật chất nặng hơn chìm sâu hơn vào trung tâm, đó là lý do tại sao Trái Đất có lõi làm bằng sắt.
Theo một bài báo đăng trên tạp chí Nature, đặc điểm này cũng tồn tại ở Ganymede. Mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc cũng được cấu tạo theo cách gần như tương tự. Nếu bạn có thể cắt đôi nó, bạn sẽ tìm thấy một số lớp với các thành phần riêng biệt của chúng.
Lõi của Ganymede được làm bằng sắt, giống như lõi của các hành tinh thực sự như Trái Đất. Một số nhà khoa học hành tinh nghi ngờ rằng lõi của Ganymede thậm chí có thể bị nóng chảy. Dường như, mặt trăng lớn nhất của Sao Mộc có nhiều điểm chung với Trái Đất hơn chúng ta nghĩ.
Tuy nhiên, cách duy nhất để chắc chắn về điều này là xem xét kỹ hơn bằng các dụng cụ chuyên dụng. Đây là một trong những điều mà tàu vũ trụ Juice của ESA muốn tìm hiểu thêm. Khi đến Ganymede, tìm hiểu về lõi của mặt trăng là một trong những mục tiêu khoa học chính của nó.
Một mặt trăng từ tính
Lõi sắt của Trái Đất là thứ tạo ra từ trường của hành tinh chúng ta, bảo vệ bề mặt của nó — và chúng ta — khỏi bức xạ vũ trụ gây hại. Vì Ganymede cũng có lõi sắt nên nó cũng có từ trường.
Trên thực tế, như NASA giải thích, đó là mặt trăng duy nhất trong Hệ Mặt Trời có từ trường giống như một hành tinh. Từ trường của Ganymede rất có thể được tạo ra bởi lõi của nó, nhưng một số quan sát cho thấy có thứ gì đó khác trên mặt trăng này đã ảnh hưởng đến từ tính của nó. Các quan sát về từ trường của Ganymede gợi ý rằng nó có thể ẩn chứa một lượng nước lỏng khổng lồ dưới bề mặt, ảnh hưởng đến hình dạng từ trường của mặt trăng này.
Tuy nhiên, không giống như Trái Đất, từ trường của Ganymede khá yếu. Ngay cả ở mức mạnh nhất, nó vẫn yếu hơn từ trường mỏng manh của Sao Hỏa. Trong khi đó, Sao Hỏa có từ trường yếu hơn Trái Đất khoảng 40 lần.
Từ tính của Trái Đất giữ cho bề mặt của nó được che chắn, thì từ trường của Ganymede dường như quá yếu để thực hiện nhiệm vụ tương tự. Nó có thể sẽ không làm được gì nhiều để bảo vệ bất kỳ nhà du hành vũ trụ nào trong tương lai có thể hạ cánh ở đó.

Nỗ lực tiếp xúc với người ngoài hành tinh của nhà toán học thiên tài

Với sự tiến bộ của thiên văn học, nhân loại bắt đầu hướng đến những hành tinh láng giềng và tìm cách chứng minh chúng ta không đơn độc trong vũ trụ.

No luc tiep xuc voi nguoi ngoai hanh tinh cua nha toan hoc thien tai

Trong số này, đáng kể là nhà toán học lừng danh Johann Carl Friedrich Gauss, người đã có những nỗ lực nhằm phát hiện sự sống ngoài hành tinh, trước khi có tín hiệu vô tuyến và tàu thăm dò.

Từ toán học đến vật lý, thiên văn

Johann Carl Friedrich Gauss ra đời năm 1777 tại Niedersachsen, vùng đất nay thuộc Đức, trong hoàn cảnh nghèo khó, với một người mẹ mù chữ và người cha thuộc tầng lớp lao động. Tuy nhiên từ rất sớm, Gauss đã có những biểu hiện thần đồng, với năng khiếu bẩm sinh về toán.

Ngay từ khi mới ba tuổi, ông đã bắt đầu bộc lộ khả năng giải toán phi thường. Đến trường năm bảy tuổi, ông đã vượt xa những đứa trẻ khác cùng lớp, và ở tuổi thiếu niên, đã có những phát hiện mang tính đột phá về giải toán, viết lý thuyết số Disquisitiones Arithmeticae, một công trình chiếm vị trí quan trọng trong toán học, có ảnh hưởng to lớn cho đến ngày nay.

Sau đó, chuyển sang lĩnh vực vật lý và thiên văn học, ông cũng gặt hái những thành công không kém. Đáng chú ý, Gauss đã tái khám phá hành tinh lùn Ceres, thiên thể được nhà thiên văn học người Italy, Giuseppe Piazzi, phát hiện vào năm 1801, nhưng đã mất dấu vết khi nó khuất sau ánh sáng chói của Mặt trời.

Vào lúc đó, các phương pháp toán học không đủ để ngoại suy vị trí của nó từ dữ liệu ít ỏi có được. Gauss bị cuốn hút bởi điều này, ông bắt đầu nghiên cứu và chỉ trong vòng ba tháng đã tính toán chính xác vị trí Ceres, nơi nó được Franz Xaver von Zach tái phát hiện cùng năm đó.

Nhờ những thành tựu trong lĩnh vực thiên văn, Gauss trở thành Giáo sư Thiên văn học và Giám đốc Đài quan sát thiên văn ở Göttingen vào năm 1807. Ông tiếp tục phát triển một lý thuyết mang tính cách mạng về chuyển động của các hành tinh bị nhiễu bởi các hành tinh lớn và công bố vào năm 1809, dưới dạng một bản thảo có tiêu đề bằng tiếng Latin, Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientum, được xem là nền tảng cho các tính toán thiên văn kể từ đó. 

Tìm người ngoài Trái đất

No luc tiep xuc voi nguoi ngoai hanh tinh cua nha toan hoc thien tai-Hinh-2

Ngoài thiên văn học, hành tinh và các thiên thể trong vũ trụ, Gauss cũng rất quan tâm đến sự sống ngoài Trái đất. Cũng giống như nhiều nhà khoa học khác vào thời điểm đó, ông tin sao Hỏa và Mặt trăng là nơi sinh sống của những người ngoài hành tinh.

Năm 1820, ông có một quyết định được xem là nỗ lực đầu tiên của con người nhằm tiếp xúc với nền văn minh khác trong vũ trụ, nhưng đó không phải là sóng vô tuyến, mà là một ý tưởng hiện được gọi là đề xuất tam giác vuông Pythagore.

Về cơ bản, nó đòi hỏi phải tạo ra một hình ảnh trực quan về Định lý Pythagore, bao gồm một tam giác vuông, với 3 hình vuông ở mỗi cạnh, đủ lớn để người ở sao Hỏa hoặc Mặt trăng có thể nhìn thấy bằng kính thiên văn.

Ông muốn làm điều này bằng cách trồng những cánh đồng lúa mì rộng lớn giữa một khu rừng thông ở Siberia, được định hình thành Định lý Pythagore, với lúa mì tương phản do màu tối hơn khu rừng xung quanh, dễ được nhìn thấy từ không gian. Gauss tin rằng điều này sẽ cho những người ngoài Trái đất biết rằng chúng ta đã có kiến thức cơ bản về hình học, cũng như năng lực trong lĩnh vực nông nghiệp quy mô lớn.

Nhà thiên văn học người Áo, Johann von Littrow, ảnh hưởng bởi ý tưởng này khi đề xuất đào các mô hình kênh đào trên sa mạc Sahara theo hình tam giác, hình tròn và hình vuông, sau đó thắp sáng chúng bằng những ngọn lửa vào ban đêm để liên lạc với người ngoài hành tinh.

Cả hai kế hoạch đều không thành hiện thực, nhưng Gauss vẫn giữ vững ý tưởng này. Vào năm 1818, ông đã phát minh ra kính nhật quang, có thể gửi thông điệp qua một khoảng cách xa bằng cách phản chiếu ánh sáng Mặt trời.

Năm 1821, Gauss đã sử dụng nó và hình thành ý tưởng khác để liên lạc với người ngoài hành tinh, lần này là sử dụng một loạt 16 tấm gương để gửi thông điệp tới Mặt trăng hoặc sao Hỏa mà ông tin có người sống ở đó. Gauss mở rộng khái niệm này sang một dự án thậm chí còn tham vọng hơn, bao gồm 100 tấm gương liên kết, mỗi chiếc có diện tích 1,5 mét vuông, có thể gửi ánh sáng đến Mặt trăng.

Gauss qua đời vào năm 1855, để lại một di sản ấn tượng nhưng ước mơ liên lạc với người ngoài hành tinh của ông vẫn chưa thực hiện được. 

Những ý tưởng tiếp theo

Ý tưởng của Gauss được vận dụng vào năm 1874, khi nhà phát minh lập dị người Pháp, Charles Cros đề xuất Chính phủ Pháp tài trợ cho một chiếc gương khổng lồ mà về lý thuyết sẽ thực sự ghi các thông điệp lên bề mặt sao Hỏa, giống như một chùm tia laser khổng lồ. Nhưng đề xuất này không được chấp nhận. Một người Pháp khác tên A. Mercier gợi ý nên phủ những chiếc gương khổng lồ lên tháp Eiffel để gửi thông điệp tới sao Hỏa.

Ý tưởng sử dụng các phương pháp quang học để liên lạc với người sao Hỏa vẫn tiếp tục phát triển cho đến khi chúng trở nên lỗi thời, khi nhà phát minh người Italy, Guglielmo Marconi truyền thông điệp vô tuyến đầu tiên vào năm 1899, báo trước buổi bình minh của kỷ nguyên giao tiếp mới của loài người.

Vào ngày 16 tháng 11 năm 1974, nhà thiên văn học Frank Drake đã gửi những tín hiệu vô tuyến đặc biệt đầu tiên để liên lạc với các nền văn minh ngoài hành tinh tới M-13, một cụm sao trong chòm sao Hercules từ một đài quan sát ở Arecibo, Puerto Rico. Đến lúc này, thời đại của những tấm gương khổng lồ và cảnh quan vật chất để liên lạc với người ngoài hành tinh đã kết thúc, kỷ nguyên mới bắt đầu.

Một ngày nào đó, chúng ta rồi cũng sẽ liên lạc với những người láng giềng và lúc đó, nhân loại không thể quên những ý tưởng ban đầu của một nhà toán học lừng danh.

Công viên Thiên văn học xây xong không đưa vào sử dụng

Nhiều hạng mục xoay quanh chủ đề thiên văn học kết hợp với cây xanh, mặt nước được xây dựng kỳ công đã hoàn thành. Tuy nhiên, đến nay, công viên vẫn chưa một lần mở cửa.

Cong vien Thien van hoc xay xong khong dua vao su dung

Công viên Thiên văn học có tổng diện tích lên đến 12ha với tâm là Hồ Bách Hợp Thủy rộng 6ha trên địa bàn phường Dương Nội (quận Hà Đông, thành phố Hà Nội). 


Cong vien Thien van hoc xay xong khong dua vao su dung-Hinh-2

Được khởi công từ quý 2/2017, Công viên Thiên văn học bao gồm các hạng mục như Quảng trường Big Bang, Quảng trường Zodiac, Vườn Dải Ngân Hà, Quảng trường Hệ Mặt Trời, Cầu Ánh Trăng, Khu vật thể lạ (UFO Zone), Quảng trường Ngoài Hành Tinh, Bể Hố Đen, Đài phun nước Ánh sáng, Vọng Lâu. Trong ảnh: Quảng trường Zodiac hình tròn tượng trưng cho bầu trời, vòng tròn chứa 12 cung Hoàng Đạo trong thiên văn học.


Đọc nhiều nhất

Tin mới

Lợi ích sức khoẻ tuyệt vời từ quả sung

Lợi ích sức khoẻ tuyệt vời từ quả sung

Trong Đông y, quả sung có tính bình, vị ngọt giúp kiện tỳ thanh tràng (kích thích tiêu hóa, làm sạch ruột), giải độc, tiêu thũng, thường được dùng để chữa các bệnh về tiêu hóa, kiết lỵ, viêm ruột, táo bón, trĩ.