Diện mạo khác biệt của hai vệ tinh lớn nhất của sao Mộc, Callisto và Ganymede, có lẽ là do số lượng và tốc độ khác nhau của các sao chổi đã lao vào chúng trong buổi đầu tiến hóa của chúng, đó là kết luận của các nhà nghiên cứu người Mĩ.
Ganymede và Callisto giống nhau về kích cỡ và cấu tạo gồm hỗn hợp tương tự nhau của băng và đá, nhưng dữ liệu từ phi thuyền Galileo và Voyager cho thấy chúng trông khác nhau ở bề mặt và ở bên trong.
Câu giải thích tại sao hai vệ tinh này lại khác nhau đã tránh né các nhà khoa học trong hơn 30 năm qua.
Sử dụng máy tính lập mô phỏng, tiến sĩ Amy Barr và tiến sĩ Robin Canup thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam ở Mĩ tin rằng hai vệ tinh trên đã rẽ ra trên con đường tiến hóa của chúng cách nay khoảng 3,8 tỉ năm trước, trong Kì bắn phá Nặng nề Muộn (Late Heavy Bombardment), một pha trong lịch sử của hệ mặt trời với vai trò chủ đạo thuộc về những sự kiện va chạm lớn.
Nghiên cứu trên có mặt trong số ra ngày 25/1 của tập san Nature Geoscience.
Giống nhưng khác: Cấu trúc của vệ tinh Ganymede (trái) và Callisto (phải) có lẽ là kết quả của những cú va chạm sao chổi. (Ảnh: NASA)
“Các va chạm trong thời kì này làm Ganymede tan chảy triệt để và sâu sắc đến mức nhiệt không thể nào thoát đi nhanh chóng”, Barr nói. “Toàn bộ đá của Ganymede lún xuống phía tâm của nó theo kiểu giống như toàn bộ bánh chocolate chìm xuống đáy hộp đựng kem bị chảy”. “Callisto nhận ít cú va chạm hơn, ở vận tốc thấp hơn, và tránh được sự tan chảy hoàn toàn”.
Lực hút của Mộc tinh
Trong mô hình trên, lực hấp dẫn mạnh của Mộc tinh tập trung những sao chổi sát thủ vào Ganymede và Callisto. Mỗi va chạm lên bề mặt băng và đá hỗn hợp của Ganymede hoặc Callisto tạo ra một hồ nước lỏng, cho phép đá trong hồ tan chảy chìm xuống tâm của vệ tinh.
Ganymede ở gần Mộc tinh hơn và do đó bị những tên sát thủ băng giá va chạm nhiều gấp đôi so với Callisto, và các sao chổi lao vào Ganymede có vận tốc trung bình lớn hơn.
Mô hình do Barr và Canup lập ra cho thấy sự hình thành lõi bắt đầu trong kì bắn phá nặng nề muộn trở thành tự duy trì mạnh mẽ ở Ganymede, nhưng không có ở Callisto.
Nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ vấn đề `đối cực Ganymede-Callisto’, một bài toán kinh điển trong ngành hành tinh học so sánh, một lĩnh vực nghiên cứu đi tìm lời giải thích tại sao các vật thể thuộc hệ mặt trời có những đặc điểm giống nhau lại có những diện mạo khác nhau rất nhiều.
“Tương tự như Trái đất và Kim tinh, Ganymede và Callisto là một cặp song sinh, và việc tìm hiểu làm thế nào chúng đã ra đời giống nhau và lớn lên thì quá khác biệt là niềm đam mê tột bậc đối với các nhà khoa học hành tinh”, Barr nói.
“Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy Ganymede và Callisto ghi lại những dấu vân tay của sự tiến hóa buổi đầu của hệ mặt trời, cái rất hấp dẫn và rốt cuộc lại không như trông đợi”.
Thư viện Vật lý
(theo thienvanbachkhoa )