Các mặt trăng khổng lồ của Galilean đã ngăn cản sự hình thành hệ thống vành đai khổng lồ xung quanh sao Mộc

Các vành đai hành tinh thường được suy đoán là thuộc tính tương đối phổ biến của các hành tinh khổng lồ - một phần dựa trên sự phổ biến của chúng trong Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, sự hình thành và tính bền vững của chúng vẫn là một chủ đề thảo luận mở và Sao Mộc - hành tinh lớn nhất trong hệ hành tinh của chúng ta - chứa đựng một hệ thống vành đai rất khiêm tốn.

Sao Mộc dù lớn nhưng nó lại chứa một hệ thống vành đai khiêm tốn hơn đáng kể.

Một đặc điểm chung đặc biệt của các hành tinh khổng lồ trong Hệ Mặt trời là sự hiện diện của các hệ thống vành đai quay quanh hành tinh.

Các hệ thống vành đai đã được phát hiện và nghiên cứu rộng rãi bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.

Đặc biệt, các vành đai nổi bật của Sao Thổ là nguồn gốc của nhiều nghiên cứu liên quan đến sự hình thành và động lực của chúng.

Để so sánh, Sao Mộc dù là hành tinh có kích thước lớn nhất trong Hệ Mặt trời, tuy nhiên nó lại chứa một hệ thống vành đai khiêm tốn hơn đáng kể - nó đã được nghiên cứu rộng rãi thông qua dữ liệu từ các sứ mệnh như Voyager và Galileo, cũng như các quan sát trên mặt đất.

Các lý thuyết về nguồn gốc và sự tiến hóa của các vành đai cho tới nay vẫn còn nhiều tranh luận, chẳng hạn như chúng có thể hình thành cùng với các mặt trăng Galilean (Europa, Ganymede, Io và Callisto), hay sự đóng góp của vật chất va chạm bị mất từ vệ tinh nghiêng và vật chất thoát ra khỏi vệ tinh hoặc các mặt trăng nhỏ bên trong.

Các nguồn vật liệu vành đai tiềm năng có thể khác bắt nguồn từ các mảnh vỡ va chạm và sự gián đoạn thủy triều của các vệ tinh hoặc các vật thể lớn đi qua Vành đai Kuiper.

Sao Mộc có 79 mặt trăng. Trong số này, 72 mặt trăng đã được xác nhận quỹ đạo và 52 trong số đó đã được đặt tên. Các mặt trăng lớn nhất được gọi là mặt trăng Galilean được Galileo Galilei phát hiện vào năm 1610. Đó là Io, Europa, Ganymede và Callisto. Ganymede, mặt trăng lớn nhất trong Hệ Mặt trời, có kích thước khổng lồ đến mức vượt xa cả Sao Thủy.

Tác giả chính, Tiến sĩ Stephen Kane, một nhà vật lý thiên văn tại Khoa Khoa học Trái Đất và Hành tinh tại Đại học California, Riverside, cho biết: "Tôi đã suy nghĩ rất nhiều về vấn đề tại sao Sao Mộc không có những vành đai tuyệt và to lớn như Sao Thổ".

"Nếu Sao Mộc có chúng, chúng sẽ còn sáng hơn khi nhìn từ hành tinh của chúng ta, bởi vì hành tinh này gần chúng ta hơn rất nhiều so với Sao Thổ".

"Tôi cũng từng thắc mắc về việc liệu Sao Mộc đã từng có những vành đai to lớn và đã đánh mất chúng hay không?".

Để hiểu lý do tại sao Sao Mộc lại có vẻ ngoài như hiện tại, Tiến sĩ Kane và đồng nghiệp của ông, Zhexing Li, sinh viên tốt nghiệp Đại học California, đã chạy một mô phỏng máy tính và tính toán quỹ đạo của các mặt trăng Galilean, cũng như quỹ đạo của chính hành tinh và thông tin về thời gian hình thành các vành đai.

Kết quả cho thấy, các vành đai của Sao Thổ phần lớn được tạo thành từ băng, một số trong số đó có thể đến từ sao chổi, tuy nhiên phần lớn cũng được tạo ra từ băng. Và khi mặt trăng đủ lớn, lực hấp dẫn của chúng có thể hất băng ra khỏi quỹ đạo của hành tinh, hoặc thay đổi quỹ đạo của băng đủ để nó va chạm với mặt trăng.

Các mặt trăng Galilean của Sao Mộc  sẽ phá hủy rất nhanh bất kỳ vật chất nào tiến lại gần hành tinh.

Tiến sĩ Kane nói: "Chúng tôi phát hiện ra rằng các mặt trăng Galilean của Sao Mộc, một trong số đó là mặt trăng lớn nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta, sẽ phá hủy rất nhanh bất kỳ vật chất nào tiến lại gần hành tinh, trước khi chúng kịp hình thành vành đai bao quanh Sao Mộc".

"Kết quả là, Sao Mộc không thể có các vành đai lớn ở bất kỳ thời điểm nào trong quá khứ của nó".

"Khi các hành tinh khối lượng lớn hình thành các mặt trăng lớn, chính điều này sẽ ngăn cản chúng có các vành đai khổng lồ bao quanh mình".

• Cá buồm hơn 45kg lao khỏi mặt nước, đâm vào người trên thuyền
• Bí ẩn hơn một thế kỷ về loài "thằn lằn đầu rắn" có thể được giải đáp?
• Lửa Hy Lạp - Vũ khí bí mật của đế chế Đông La Mã