7 ngày quan trọng trong lịch sử sao Mộc

Ngày loài người lần đầu tiên nhìn thấy Sao Mộc có lẽ sẽ là ngày đầu tiên phù hợp nhất cho danh sách này, nhưng hành tinh này quá lớn (lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta) đến nỗi con người có thể đã nhìn thấy nó bằng mắt thường kể từ nguồn gốc của loài chúng ta Vậy sự kiện nào trong lịch sử ban đầu của Sao Mộc có thể so sánh được? Chỉ có khám phá này mới giúp chứng minh rằng Trái đất không phải là trung tâm của vũ trụ. Vào ngày 7 tháng 1 năm 1610, nhà thiên văn học Galileo Galilei đã sử dụng kính viễn vọng để quan sát Sao Mộc và tìm thấy những ngôi sao cố định đặc biệt xung quanh hành tinh này. Ông ghi lại chuyển động của bốn ngôi sao này trong vài ngày tiếp theo, phát hiện ra rằng chúng di chuyển cùng với Sao Mộc và thay đổi vị trí quanh hành tinh mỗi đêm. Vừa nghiên cứu mặt trăng của Trái đất bằng kính viễn vọng của mình, Galileo đã từng nhìn thấy chuyển động như thế này trước đây – ông nhận ra rằng những “ngôi sao” đó hoàn toàn không phải là những ngôi sao mà là những mặt trăng riêng lẻ dường như quay quanh Sao Mộc. Khám phá của Galileo đã vạch trần hệ thống thiên văn học Ptolemaic, vốn coi Trái đất là trung tâm của hệ mặt trời với tất cả các thiên thể khác quay quanh nó. Bằng cách quan sát bốn mặt trăng của Sao Mộc (sau này được đặt tên là Io, Europa, Ganymede và Callisto), Galileo đã cung cấp bằng chứng thuyết phục cho mô hình Copernicus của hệ mặt trời, trong đó đặt Mặt trời ở trung tâm của hệ mặt trời với Trái đất và các hành tinh khác chuyển động. xung quanh nó và các thiên thể nhỏ hơn như mặt trăng quay quanh các hành tinh.

Một trong những mặt trăng của Sao Mộc, Io, đã đưa nhà thiên văn học người Đan Mạch Ole Rømer thực hiện phép đo đầu tiên về tốc độ ánh sáng vào năm 1676. Rømer dành thời gian quan sát chuyển động của Io và các vệ tinh khác của Sao Mộc và biên soạn lịch trình các chu kỳ quỹ đạo của chúng (thời gian cần thiết để các mặt trăng quay quanh Sao Mộc một lần). Chu kỳ quỹ đạo của Io được quan sát là 1.769 ngày Trái đất. Rømer rất tận tâm trong nghiên cứu của mình đến nỗi ông tiếp tục theo dõi và tính toán chu kỳ quỹ đạo của Io trong nhiều năm, kết quả là phát hiện ra một hiện tượng rất thú vị. Vì Rømer quan sát quỹ đạo của Io trong suốt cả năm nên ông đã ghi lại dữ liệu khi Trái đất và Sao Mộc di chuyển xa nhau hơn và gần nhau hơn khi chúng quay quanh Mặt trời. Những gì ông phát hiện ra là sự chậm trễ 17 phút trong nhật thực thường xảy ra theo kim đồng hồ của Io, xảy ra khi Trái đất và Sao Mộc ở xa nhau hơn. Rømer biết rằng chu kỳ quỹ đạo của Io không thể thay đổi chỉ vì khoảng cách giữa Trái đất và Sao Mộc, nên ông đã phát triển một lý thuyết: nếu chỉ có khoảng cách giữa các hành tinh thay đổi thì ảnh nhật thực của Io phải mất thêm 17 phút nữa để chạm tới mắt chúng ta trên Trái đất. Lý thuyết này của Rømer bắt nguồn từ một lý thuyết khác: ánh sáng chuyển động với tốc độ cố định. Rømer đã có thể sử dụng các tính toán sơ bộ về đường kính Trái đất và độ trễ thời gian tính từ Sao Mộc để đưa ra tốc độ ánh sáng khá gần với giá trị thực tế được áp dụng.

Đặc điểm nổi tiếng nhất của Sao Mộc có lẽ là Vết Đỏ Lớn, một cơn bão lớn hơn Trái Đất đã quay quanh hành tinh này hàng trăm năm và có thể được nhìn thấy trong nhiều bức ảnh chụp bề mặt Sao Mộc. Ghi chép đầu tiên về việc quan sát thấy nó đến từ một nhà thiên văn học tên là Samuel Heinrich Schwabe vào năm 1831. Mặc dù một số “điểm” trên Sao Mộc đã được các nhà thiên văn học quan sát trong những năm trước đó, Schwabe là người đầu tiên mô tả điểm này với màu đỏ đặc trưng của nó. Bản thân cơn bão quay ngược chiều kim đồng hồ và mất khoảng sáu hoặc bảy ngày để di chuyển hoàn toàn khắp hành tinh. Kích thước của cơn bão đã thay đổi kể từ khi được phát hiện, ngày càng lớn hơn khi điều kiện trên hành tinh thay đổi. Người ta tin rằng nó rộng khoảng 49.000 km (30.000 dặm) vào cuối thế kỷ 19 nhưng kể từ đó đã bị thu hẹp lại với tốc độ khoảng 900 km (580 dặm) mỗi năm. Cuối cùng, có vẻ như Vết Đỏ Lớn sẽ biến mất. Mặc dù không thể biết chắc chắn bên trong cơn bão là gì, nhưng màu đỏ đặc trưng của nó có thể cho thấy nó chứa đầy vật liệu lưu huỳnh hoặc phốt pho. Đáng chú ý nhất là khi nó có màu đỏ, nhưng điểm này thực sự thay đổi màu sắc khi thành phần của cơn bão thay đổi.

Năm 1955, hai nhà thiên văn học, Bernard Burke và Kenneth Franklin, đã thiết lập một mảng thiên văn vô tuyến ở một cánh đồng ngay bên ngoài Washington, DC, để ghi lại dữ liệu về các thiên thể trên bầu trời tạo ra sóng vô tuyến. Sau khi thu thập dữ liệu vài tuần, hai nhà khoa học đã quan sát thấy điều gì đó kỳ lạ trong kết quả của họ. Vào cùng một thời điểm mỗi đêm đều có sự bất thường – đường truyền vô tuyến tăng đột biến. Burke và Franklin lúc đầu tin rằng đây có thể là một dạng can thiệp nào đó của trái đất. Nhưng sau khi lập bản đồ nơi mảng thiên văn vô tuyến của họ được chỉ vào thời điểm này, họ nhận thấy rằng dường như Sao Mộc đang truyền tín hiệu vô tuyến. Hai nhà nghiên cứu đã tìm kiếm dữ liệu trước đó để tìm bất kỳ dấu hiệu nào cho thấy điều này có thể đúng, rằng Sao Mộc có thể đã truyền những tín hiệu vô tuyến mạnh này mà không ai nhận ra, và họ đã phát hiện ra dữ liệu trong hơn 5 năm hỗ trợ cho phát hiện của họ. Việc phát hiện ra rằng Sao Mộc truyền các chùm tín hiệu vô tuyến cho phép Burke và Franklin sử dụng dữ liệu của họ, dường như khớp với các mô hình trong chuyển động quay của Sao Mộc, để tính toán chính xác hơn xem Sao Mộc quay quanh trục của nó trong bao lâu. Kết quả? Một ngày trên Sao Mộc được tính chỉ kéo dài khoảng 10 giờ.

Tàu vũ trụ Voyager 1 và 2 tiếp cận Sao Mộc vào năm 1979 (Du hành 1 vào ngày 5 tháng 3 và Du hành 2 vào ngày 9 tháng 7) và cung cấp cho các nhà thiên văn những bức ảnh có độ chi tiết cao về bề mặt hành tinh và các vệ tinh của nó. Những bức ảnh và dữ liệu khác mà hai tàu thăm dò Du hành thu thập được đã cung cấp những hiểu biết mới về các đặc điểm của hành tinh này. Phát hiện lớn nhất là sự xác nhận về hệ thống vành đai của Sao Mộc, sự sắp xếp của các đám mây vật chất rắn bao quanh hành tinh. Bụi và tàn tích từ các vụ va chạm xảy ra trên các mặt trăng của Sao Mộc là thành phần chính của các vành đai. Các vệ tinh Adrastea và Metis là nguồn tạo ra vành đai chính, còn các vệ tinh Amalthea và Thebe là nguồn tạo ra phần bên ngoài của các vành đai, được gọi là các vành đai tơ. Những bức ảnh do tàu thăm dò Voyager 1 và 2 chụp cũng cho thấy một ngọn núi lửa đang hoạt động trên bề mặt mặt trăng Io của Sao Mộc. Đây là ngọn núi lửa đang hoạt động đầu tiên được tìm thấy bên ngoài Trái đất. Các núi lửa trên Io được phát hiện là nguồn tạo ra vật chất hàng đầu trong từ quyển của Sao Mộc—một khu vực xung quanh hành tinh nơi các vật thể tích điện được điều khiển bởi từ trường của hành tinh. Quan sát này cho thấy Io có tác động lớn hơn đến Sao Mộc và các vệ tinh xung quanh nó so với suy nghĩ trước đây.

Vào ngày 7 tháng 12 năm 1995, tàu vũ trụ Galileo, được đặt theo tên của người đàn ông nổi tiếng một phần nhờ nghiên cứu Sao Mộc, đã trở thành tàu vũ trụ đầu tiên quay quanh hành tinh này thành công. Tàu quỹ đạo và tàu thăm dò của nó đang thực hiện sứ mệnh nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Mộc và tìm hiểu thêm về các mặt trăng Galileo của nó—bốn mặt trăng đầu tiên của Sao Mộc được phát hiện bởi Galileo. Cuộc thăm dò mở rộng dựa trên những phát hiện từ tàu vũ trụ Voyager 1 và 2, vốn đã phát hiện hoạt động núi lửa của mặt trăng Io, và cho thấy không chỉ những núi lửa này tồn tại mà hoạt động của chúng còn mạnh hơn nhiều so với hoạt động núi lửa hiện được thấy trên Trái đất. Đúng hơn, hoạt động núi lửa của Io có cường độ tương tự như thời điểm bắt đầu tồn tại của Trái đất. Tàu thăm dò Galileo cũng phát hiện bằng chứng về nước mặn bên dưới bề mặt các mặt trăng Europa, Ganymede và Callisto cũng như sự hiện diện của một loại bầu khí quyển bao quanh ba mặt trăng này. Khám phá quan trọng nhất về Sao Mộc là sự hiện diện của các đám mây amoniac trong bầu khí quyển của hành tinh. Sứ mệnh của Galileo kết thúc vào năm 2003 và nó được gửi đi thực hiện một sứ mệnh khác – một sứ mệnh tự sát. Phi thuyền đã lao vào bầu khí quyển của Sao Mộc để ngăn nó làm ô nhiễm vi khuẩn từ Trái đất đến các mặt trăng của Sao Mộc và các dạng sống có thể có của chúng sống trong vùng nước mặn có thể có dưới lòng đất.

Sự xuất hiện của tàu thăm dò không gian Juno vào ngày 4 tháng 7 năm 2016 vào không gian quỹ đạo của Sao Mộc đã đánh dấu thành tựu mới nhất trong lịch sử Sao Mộc. Mặc dù còn quá sớm trong chu kỳ quỹ đạo của nó và quá xa Sao Mộc để đo dữ liệu từ bầu khí quyển của hành tinh (khi viết danh sách này), Juno có thể sẽ cung cấp một số dữ liệu tiết lộ nhất về cấu tạo của Sao Mộc và lớp vỏ ngoài của nó. bầu không khí. Tàu thăm dò cuối cùng sẽ đạt đến quỹ đạo cực cho phép nó đánh giá mức độ nước, oxy, amoniac và các chất khác trong bầu khí quyển của hành tinh và đưa ra manh mối về sự hình thành của hành tinh. Việc nhìn sâu hơn vào các cơn bão quay quanh Sao Mộc, chẳng hạn như Vết Đỏ Lớn, cũng có thể thực hiện được nhờ công nghệ hồng ngoại và các phép đo trọng lực của hành tinh. Hy vọng số một là Juno sẽ cho phép các nhà thiên văn ghép lại câu chuyện về nguồn gốc của Sao Mộc để tìm hiểu thêm về sự phát triển không chỉ của hành tinh này mà còn của phần còn lại của hệ mặt trời của chúng ta. Giống như tàu vũ trụ Galileo, tàu thăm dò Juno dự kiến ​​sẽ tự hủy vào ngày 20 tháng 2 năm 2018 bằng cách lao vào Sao Mộc để tránh làm ô nhiễm các mặt trăng của hành tinh này.