Nghiên cứu phổ mới hé lộ cấu trúc nhiệt độ trong các dấu chân cực quang của Sao Mộc do các vệ tinh tạo ra

Một nghiên cứu đột phá vừa được công bố vào ngày 2 tháng 3 năm 2026 trên tạp chí khoa học danh tiếng Geophysical Research Letters đã trình bày những phép đo phổ hồng ngoại đầu tiên về các "dấu chân" (footprints) cực quang của Sao Mộc, vốn được tạo ra bởi các vệ tinh Galileo. Những dữ liệu quý giá này, thu thập thông qua Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), đã cho phép các nhà khoa học nhận diện được những cấu trúc nhiệt độ chưa từng thấy và sự thay đổi mật độ đột ngột trong tầng thượng quyển của hành tinh khí khổng lồ này.

Công trình nghiên cứu đã mô tả chi tiết các thông số vật lý tại những vùng cực quang hình thành từ sự tương tác giữa từ quyển của Sao Mộc với các vệ tinh Io và Europa. Một phát hiện then chốt là sự tồn tại của một "điểm lạnh" trong dấu chân của vệ tinh Io, nơi nhiệt độ của môi trường ion được ghi nhận ở mức 538 Kelvin (tương đương 265°C). Chỉ số này thấp hơn đáng kể so với vùng cực quang chính xung quanh, nơi nhiệt độ đạt tới 766 Kelvin (493°C). Thêm vào đó, tại điểm lạnh này, mật độ của các cation trihydrogen (H₃⁺) được ghi nhận cao gấp ba lần so với khu vực cực quang chính của Sao Mộc.

Tác giả chính của nghiên cứu là Katie Knowles, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Northumbria, thực hiện dưới sự hướng dẫn của Giáo sư thiên văn học hành tinh Tom Stallard cũng thuộc cùng trường đại học này. Giáo sư Stallard đã điều phối một đợt quan sát kéo dài 22 giờ trên kính viễn vọng JWST vào tháng 9 năm 2023 để thu thập bộ dữ liệu này. Dự án còn có sự phối hợp chặt chẽ của các cơ quan không gian hàng đầu bao gồm NASA, ESA và CSA.

Khác với hiện tượng cực quang trên Trái đất vốn chịu sự điều phối chủ yếu từ gió mặt trời, cực quang của Sao Mộc phần lớn bị chi phối bởi ảnh hưởng từ bốn vệ tinh lớn nhất của nó. Sự biến thiên cực độ được phát hiện trong dấu chân của vệ tinh Io, bao gồm sự thay đổi mật độ lên tới 45 lần và các dao động nhiệt độ diễn ra chỉ trong vài phút, cho thấy những thay đổi nhanh chóng trong dòng electron năng lượng cao đang bắn phá bầu khí quyển của hành tinh.

Những phép đo phổ định lượng này đại diện cho một bước tiến quan trọng trong việc thấu hiểu từ quyển của các hành tinh ngoài Trái đất. Các kết luận từ nghiên cứu cũng gợi ý rằng những cơ chế tương tự, được thúc đẩy bởi sự tương tác giữa vệ tinh và hành tinh, có thể mang tính phổ quát trong vũ trụ. Điều này mở ra nhu cầu nghiên cứu sâu hơn về các thiên thể khác trong Hệ Mặt trời, chẳng hạn như trường hợp của vệ tinh Enceladus thuộc Sao Thổ.