Các cực từ của sao Thủy đã di chuyển theo những cách bí ẩn và việc hiểu chúng có thể giúp chúng ta biết thêm về tương lai của hành tinh chúng ta. Chúng tôi đã nói chuyện với Tiến sĩ Joana S Oliveira, thành viên của nhóm đằng sau sứ mệnh BepiColombo tại Sao Thủy, để tìm hiểu thêm về một nghiên cứu gần đây mà cô ấy đã thực hiện để phân tích các cực của hành tinh.
Các vật thể trên mặt đất trong Hệ Mặt trời của chúng ta: Mặt trăng, Sao Kim, Sao Hỏa – không có từ trường lõi.
Hành tinh đất đá duy nhất ngoài Trái đất có từ trường được tạo ra bởi quá trình máy phát điện trong lõi của nó là Sao Thủy.
Những gì chúng ta quan sát được trên Sao Thủy bây giờ mà chúng ta đoán có thể là tương lai của từ trường Trái đất – ai mà biết được?
Chúng tôi muốn hiểu sâu hơn về từ trường lõi cổ xưa của Sao Thủy – nó giống như khảo cổ học về từ trường của các hành tinh.
Từ trường lõi cổ đại được ghi lại trong đá từ hóa ‘nhiệt bền’.
Hãy tưởng tượng một bể vật liệu nóng chảy với vật liệu từ tính trong đó.
Bởi vì nó rất nóng nên nó nguội đi rất chậm, do đó, các hợp chất nhỏ của vật liệu từ tính như kim loại sắt sẽ chỉ ra vị trí của cực bắc từ tính vào thời điểm đó.
Vật liệu nóng chảy hóa rắn thành chất dư nhiệt và giữ thông tin đó mãi mãi.
Tôi đã phân tích dữ liệu từ từ kế của tàu MESSENGER của NASA khi nó ở độ cao rất thấp trong 3-4 tháng qua.
Tôi chỉ tìm kiếm các tín hiệu liên quan đến miệng núi lửa để đảm bảo rằng tôi có được bể vật chất nóng chảy nguội đi rất chậm đó.
Vật liệu nóng chảy mất hàng triệu năm để nguội đi và ghi lại từ trường xung quanh.
Lần đầu tiên tôi nhận được thông tin từ trường lõi cổ xưa của Sao Thủy. Không ai đã tìm kiếm điều đó trước đây.
Tôi có một số vị trí cổ cực – các cực bắc từ tính trước đây của các trường trong quá khứ.
Nếu trường là một lưỡng cực song song với trục quay, giống như trên Trái đất, thì các cổ cực sẽ rơi vào các cực địa lý, nhưng điều này không đúng.
Vấn đề bây giờ là cố gắng hiểu điều đó có nghĩa là gì.
Một giả thuyết cho rằng từ trường không phải là một lưỡng cực chỉ có hai đầu, nó là một thứ gì đó khác – tứ cực, hay bạch cực. Tôi có xu hướng tưởng tượng một món mì spaghetti, với những đường ruộng ở khắp mọi nơi.
Giả thuyết thứ hai cho rằng từ trường là lưỡng cực nhưng lớp vỏ của hành tinh đã dịch chuyển, gây ra ‘sự trôi dạt cực thực sự’. Giả thuyết thứ ba là sự kết hợp của cả hai đã xảy ra.
Câu hỏi chính là từ trường của Trái đất sẽ thay đổi như thế nào trong tương lai, bởi vì chúng tôi nghĩ rằng nó có thể đổi hướng. Chúng ta phải nhìn sang các hành tinh khác để hiểu điều này.
Một số nhà khoa học về máy phát điện đang mô hình hóa các máy phát điện lõi của Trái đất và các hành tinh khác, nhưng các quá trình vật lý của tất cả các hành tinh trên mặt đất đều tương tự nhau.
Vì vậy, bằng cách có các tình huống máy phát điện khác nhau, chúng ta có thể có thêm thông tin về vị trí của Trái đất trong các mô hình đó.
Việc có một mô hình máy phát điện chính là rất quan trọng để hiểu được tương lai của chúng ta.
Tuy nhiên, sự đảo ngược từ trường của Trái đất mất nhiều thời gian – trung bình 200.000 năm. Tôi không nghĩ chúng ta cần phải hoảng hốt.
Nhiệm vụ BepiColombo của ESA và JAXA (Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản) đã ra mắt vào tháng 10 năm 2018 và chúng ta phải đợi sáu năm nữa cho đến khi nó được thực hiện
đến sao Thủy.
Với MESSENGER, chúng tôi không có thông tin từ tính nào về bán cầu nam của Sao Thủy.
Với nhiệm vụ này, chúng tôi sẽ có các phép đo từ khắp nơi trên thế giới từ hai tàu vũ trụ cùng một lúc.
Nó sẽ cho phép chúng ta tách các hạt xung quanh hành tinh tạo ra một số từ trường khỏi từ trường lõi. Đó là một điều lớn.
Tiến sĩ Joana S Oliveira là nghiên cứu viên tại Trung tâm Công nghệ và Nghiên cứu Không gian Châu Âu của ESA ở Noordwijk, Hà Lan, đồng thời là cộng sự trong nhóm làm việc khoa học của sứ mệnh BepiColombo.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 1 năm 2020 của Tạp chí BBC Sky at Night.