Ở nơi cực kỳ tăm lối và lạnh lẽo của Thái Dương hệ, manh mối về một đại dương nước lỏng của Ariel hoàn toàn gây kinh ngạc.
Mặt trăng Ariel của Sao Thiên Vương, vốn được đặt theo tên của một linh hồn trong bi hài kịch "The Tempest" (Bão tố) của William Shakespeare, đã để lộ dấu hiệu gián tiếp về một đại dương ngầm trong dữ liệu quan sát mới của kính viễn vọng không gian James Webb.
Dấu hiệu gây ngạc nhiên mà James Webb tìm thấy đó là sự hiện diện bất thường của băng carbon dioxide trên bề mặt, đặc biệt dày đặc trên "bán cầu sau" của nó, tức mặt luôn hướng ra phía xa trong chuyển động của mặt trăng quanh hành tinh mẹ.
Sự thật này gây ngạc nhiên vì với nhiệt độ lạnh giá của hệ thống sao Thiên Vương - trung bình 2,9 tỉ km - nên carbon dioxide dễ dàng chuyển thành khí và thoát ra ngoài không gian.
Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng có thứ gì đó cung cấp carbon dioxide cho bề mặt Ariel.
Mặt trăng Ariel có thể có đại dương ngầm bên dưới vỏ ngoài băng giá, với hình ảnh sao Thiên Vương ở đường chân trời - (Ảnh minh họa AI: Anh Thư).
Một ý kiến trước đó ủng hộ ý tưởng rằng sự tương tác giữa bề mặt của mặt trăng và các hạt tích điện trong từ quyển của sao Thiên Vương tạo ra carbon dioxide thông qua quá trình phân hủy phóng xạ, trong đó các phân tử bị phá vỡ bởi bức xạ ion hóa.
Tuy vậy, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi các nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng Đại học Johns Hopkins (Mỹ) đã tìm thấy một câu trả lời khác.
Công bố phát hiện trên tạp chí khoa học Astrophysical Journal Letters, nhóm tác giả này cho biết đã sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA để thu thập quang phổ hóa học của mặt trăng, sau đó so sánh chúng với quang phổ của hỗn hợp hóa học mô phỏng trong phòng thí nghiệm.
Kết quả cho thấy Ariel có lượng trầm tích giàu carbon dioxide lớn nhất trong Hệ Mặt trời, ước tính dày tới 10mm hoặc hơn ở bán cầu sau.
Trong số các trầm tích đó có một phát hiện khó hiểu khác: Những tín hiệu rõ ràng đầu tiên của carbon monoxide.
“Nó không nên ở đó. Bạn phải hạ xuống tận -243 độ C trước khi carbon monoxide ổn định" - TS Richard Cartwright, tác giả chính cho biết.
Trong khi đó, nhiệt độ bề mặt của Ariel trung bình là khoảng -208 độ C, cho thấy carbon monoxide này sẽ phải được bổ sung tích cực.
Phóng xạ vẫn có thể chịu trách nhiệm cho một số sự bổ sung đó, nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi về từ quyển sao Thiên Vương và mức độ tương tác của nó với các vệ tinh của hành tinh này.
Ngay cả trong chuyến bay ngang qua sao Thiên Vương của Voyager 2 gần 40 năm trước, các nhà khoa học nghi ngờ rằng những tương tác như vậy có thể bị hạn chế vì trục từ trường của sao Thiên Vương và mặt phẳng quỹ đạo của các vệ tinh của nó lệch nhau tận 58 độ.
Vì vậy, để những yếu tố này có thể hiện diện theo cách nó được tìm thấy trên mặt trăng băng giá, cần có một đại dương nước lỏng bảo đảm cho một số quá trình hóa học, đẩy các vật liệu nói trên thoát ra qua các vết nứt ở vỏ băng hay các luồng phun trào.
Hơn nữa, các quan sát quang phổ mới cho thấy bề mặt của Ariel cũng có thể chứa các khoáng chất carbonate, chỉ có thể hình thành thông qua sự tương tác của nước lỏng với đá.
Còn quá sớm để nhận định đại dương này có sống được hay không, thế nhưng nước lỏng luôn là một dấu hiệu hàng đầu gợi ý về sự sống tiềm năng.
Vì vậy, Ariel sẽ là một thế giới thú vị để các sứ mệnh vũ trụ tương lai nhắm đến.