Sao Kim từng phát ra 'tín hiệu' kỳ lạ trong 36 phút: Vòng tròn đồng tâm khổng lồ ẩn mình suốt 16 năm

Phát hiện tình cờ từ 16 năm trước

Năm 2010, các nhà khoa học tại Đài thiên văn William Herschel ở quần đảo Canary chỉ có 36 phút chụp ảnh sao Kim trong lúc chờ Mặt Trời lặn để quan sát các mục tiêu xa hơn như sao trẻ và đĩa bụi. Họ sử dụng máy đo phân cực cực nhạy tên ExPo (Extreme Polarimeter). Những dữ liệu này sau đó bị lãng quên trong kho lưu trữ suốt hơn một thập kỷ .

Mãi đến khi một nhóm nghiên cứu từ Hà Lan do Gourav Mahapatra (Đại học Công nghệ Delft) dẫn đầu xem xét lại dữ liệu cũ, họ mới phát hiện một cấu trúc chưa từng thấy: các vòng tròn đồng tâm mờ, trải dài toàn bộ bán cầu ban ngày của sao Kim. Những vòng tròn này gần như vô hình trong ảnh chụp thông thường, chỉ xuất hiện khi tách riêng thành phần ánh sáng phân cực, như thể sao Kim đang 'reo lên' như một chiếc chuông .

Vì sao phải mất 16 năm để phát hiện?

Chìa khóa nằm ở thiết kế đặc biệt của máy ExPo. Sử dụng kỹ thuật chùm tia kép và hiệu chỉnh kép, nó có thể loại bỏ hầu hết nhiễu từ thiết bị và khí quyển Trái Đất, nhạy đến mức phát hiện sự chênh lệch tương phản chỉ 10⁻⁶ (một phần triệu). Trong các ảnh thông thường, tín hiệu này bị át hoàn toàn, nhưng trong ảnh phân cực, nó hiện ra rõ rệt .

Giải thích của các nhà khoa học: Đây là 'sóng hấp dẫn' khí quyển

Bằng các mô phỏng số về truyền bức xạ, nhóm tác giả chỉ ra rằng các vòng tròn này không phải do thiết bị hay nhiễu, mà đến từ sự biến thiên mật độ khí từ 5–10% trong lớp khí mỏng phía trên đỉnh mây sao Kim .

Hiện tượng vật lý khả dĩ nhất là sóng hấp dẫn khí quyển (atmospheric gravity waves) – những sóng mật độ lan truyền qua tầng thượng quyển, khi không khí bị đẩy lên cao rồi rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực. Trong điều kiện phù hợp, các sóng này có thể lan rộng thành các vành đai đồng tâm bao phủ cả hành tinh .

Tại sao chỉ là 'ứng cử viên'?

Máy ExPo đã bị tháo dỡ trước khi các vòng tròn được phát hiện trong kho lưu trữ. Toàn bộ bằng chứng chỉ dựa trên một lần quan sát duy nhất kéo dài 36 phút, không thể lặp lại với cùng một thiết bị. Chưa có tàu vũ trụ nào khác (như Venus Express hay Akatsuki của Nhật Bản) xác nhận độc lập sự tồn tại của hiện tượng này. Vì vậy, các tác giả rất thận trọng, mô tả đây là một 'ứng cử viên' có cơ sở vật lý vững chắc, nhưng vẫn cần được kiểm chứng thông qua các quan sát mới, có mục tiêu .

Ý nghĩa: Chìa khóa giải mã siêu quay của sao Kim

Sao Kim có một hiện tượng kỳ lạ gọi là siêu quay (superrotation): bầu khí quyển phía trên của nó quay nhanh hơn nhiều so với bề mặt hành tinh, một cơ chế vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Các sóng hấp dẫn mang động lượng theo chiều ngược với siêu quay, và khi chúng tiêu tan ở độ cao lớn, chúng tác động lực hãm lên dòng chảy chính. Việc xác nhận các vòng tròn này là sóng hấp dẫn quy mô hành tinh sẽ cung cấp bằng chứng trực tiếp về hoạt động sóng lớn trong khí quyển, vốn từ lâu đã được lý thuyết hóa như một cơ chế quan trọng điều chỉnh siêu quay .

Phát hiện này mở ra hy vọng mới cho các nhiệm vụ tương lai, như tàu quỹ đạo EnVision của ESA (dự kiến phóng năm 2030), có thể trang bị các thiết bị phân cực nhạy hơn để nghiên cứu bầu trời sao Kim và xác nhận hiện tượng sóng hấp dẫn này .