Nghiên cứu mới cho thấy Mặt trăng cũng có điện

Các nhà khoa học vừa tìm ra điện trong lớp khí quyển ngoài cùng của Mặt Trăng khi nó tiến vào vùng ảnh hưởng của từ quyển Trái Đất.

Chúng ta vẫn biết Mặt Trăng là một vật thể gần như chết vì nó không có các hoạt động địa chất như một hành tinh hoạt động. Nhưng một nghiên cứu mới đây cho thấy vệ tinh này thật ra năng động hơn chúng ta nghĩ, thậm chí nó còn có các hoạt động tương tác điện chứ không nằm yên tĩnh lặng.

Mặt Trăng chụp từ Trạm Không gian Quốc tế (ISS). Từ góc nhìn này, ta thấy Mặt Trăng nằm trong vùng khí quyển của Trái Đất. (Ảnh: NASA).

Các nhà khoa học tiến hành đo đạc lớp khí quyển cực kỳ mỏng của Mặt Trăng và nhận ra vật thể này được bao bọc bởi một lớp vỏ điện. Điện ở tầng khí quyển ngoài cùng của Mặt Trăng dường như được hình thành và tích lũy dần vào mỗi khi nó nằm phía sau Trái Đất, lúc này hành tinh của chúng ta che đi sự ảnh hưởng cực đoan từ Mặt Trời giúp nó.

Nói cho dễ hiểu, những ngày Trăng tròn cũng chính là ngày mà Mặt Trăng nằm phía sau Trái Đất nhất tính từ Mặt Trời, đó là thời điểm mà vệ tinh này nhận được nhiều điện nhất từ hành tinh xanh của chúng ta. Các vật thể trong vũ trụ thường có một lớp điện bao quanh và được gọi là tầng điện ly.

Vật chất khi đạt đến độ cao của tầng điện ly sẽ bắt đầu tương tác với vùng chân không vũ trụ bên ngoài. Ở đây, tia sáng từ các ngôi sao và tia vũ trụ sẽ tấn công các hạt vật chất đó, tước đi electron từ các nguyên tử và phần còn lại sẽ tạo thành một lớp vỏ mỏng tích điện hoặc plasma.

Mặc dù có trường hấp dẫn rất yếu nhưng Mặt Trăng vẫn có cho mình một lớp khí quyển, dẫu nó cũng vô cùng mỏng. Tầng khí quyển này vốn đã mỏng còn thường xuyên bị đốt cháy bởi vì các phân tử khí nằm ở ngoài rìa luôn bị phân rã phóng xạ do ảnh hưởng của gió Mặt Trời, vì thế lớp vỏ điện sẽ có chức năng bảo vệ những phân tử khí mỏng manh này.

Sứ mệnh thăm dò Mặt Trăng Luna của Liên Xô vào thập niên 1970 đã cho nhân loại nhiều kiến thức về vật thể này dù chưa có điều kiện kiểm chứng lại sau đó. (Ảnh: Roscosmos).

Quay ngược lại quá khứ vào những năm 1970, lúc này Liên Xô gửi tàu Luna 19 và 22 bay vòng quanh Mặt Trăng và rải một lượng nhỏ các chất chống lại sự tích điện. Kết quả Mặt Trăng đã phản ứng như Trái Đất, nó bắt đầu khuếch tán các chất này và lắng xuống, làm hiện rõ tầng điện ly của Mặt Trăng.

“Chúng ta có rất nhiều điều chưa biết về Mặt Trăng và tầng điện ly của nó là một điều như vậy, chúng ta hoàn toàn có thể tranh cãi vì vấn đề này vẫn chưa được khẳng định và có kết luận ngã ngũ”, Giáo sư Jasper Halekas chuyên ngành địa vật lý và vật lý không gian tại ĐH Iowa, tác giả của nghiên cứu mới này được công bố trên Geophysical Research Letters, cho biết.

Một lý do chính khiến vấn đề này còn trong vòng tranh cãi, đó là tầng điện ly của Mặt Trăng rất yếu, nó yếu đến nỗi gần như không thể phát hiện ra và nó bị dòng plasma phát ra từ Mặt Trời và Trái Đất làm lu mờ đi mất. Khi khảo sát lớp vỏ điện của Mặt Trăng, ta thường bị các đặc tính của lớp vỏ điện từ Trái Đất gây nhiễu kết quả.

Với mong muốn làm sáng tỏ những điều bí ẩn, Halekas và nhóm của ông khai thác dữ liệu của tàu ARTEMIS của NASA đang thăm dò bề mặt tối của Mặt Trăng. Con tàu này bay quanh Mặt Trăng ở quỹ đạo khá thấp nhằm tìm ra sự tương tác ảnh hưởng của Mặt Trời lên Mặt Trăng.

Khí quyển của Mặt Trăng rất mỏng và rất dễ bị phân rã vào vũ trụ, nhưng tầng điện ly của nó đã giữ lại lớp khí mỏng manh này. (Ảnh minh họa).

Vào ngày Trăng tròn, Mặt Trăng nằm phía sau Trái Đất từ Mặt Trời và từ trường của Trái Đất ảnh hưởng lên Mặt Trăng là một đường thẳng nối dài từ Mặt Trời. Ở vị trí này, điện tích từ Mặt Trời sẽ bị Trái Đất ngăn cản chứ không tương tác trực tiếp đến Mặt Trăng.

ARTEMIS tranh thủ thời gian ngắn ngủi này để theo dõi dòng chảy của plasma và vẽ nên một bức tranh chi tiết về tầng điện ly của Mặt Trăng. Hóa ra, sau lần khảo sát kỹ thuật chi tiết nhất từ trước đến nay về lớp vỏ điện của Mặt Trăng, chúng ta nhận ra lớp vỏ này thậm chí bền hơn tầng điện ly của Trái Đất gấp hàng triệu lần.

Đây là một điều nghe qua tưởng chừng như rất vô lý. Lớp điện của Mặt Trăng tuy mỏng nhưng do nó có nguồn gốc từ plasma mật độ cao từ Trái Đất khiến nó rất bền và khó tan rã. Halekas miêu tả lớp vỏ này như những bọt bong bóng sục sôi bao xung quanh Mặt Trăng.

Nói cho dễ hiểu, lớp vỏ điện của Mặt Trăng được hình thành từ những hạt điện lan từ Trái Đất sang và chúng rất bền. Phát hiện này khiến các nhà khoa học bất ngờ vì con đường di chuyển như vậy chưa từng được biết đến trước đây mà chỉ tồn tại trên lý thuyết.

Lần đầu tiên trong lịch sử chúng ta biết được Mặt Trăng cũng có tầng điện ly như Trái Đất, dù mỏng như rất bền. (Ảnh minh họa).

Các nhà nghiên cứu đang tự hỏi liệu các vệ tinh, tiểu hành tinh hay thiên thạch khác trong Hệ Mặt Trời có tính chất như vậy không, bởi vì phần lớn chúng đều nhỏ hơn Mặt Trăng. Nhà nghiên cứu Sara Russell ở Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Anh Quốc chia sẻ: “Các vật thể nhỏ khác trong Hệ Mặt Trời có lẽ cũng có một lớp vỏ điện rất mỏng như Mặt Trăng.

Chúng nằm xa Mặt Trời hơn Mặt Trăng của chúng ta, khiến nó khó bị tước đi vật chất như Mặt Trăng. Nếu các vật thể đều có một tầng điện ly như vậy, chúng ta sẽ nhìn chúng bằng một ánh mắt khác, chúng không yên tĩnh và chết chóc mà hóa ra cũng có hoạt động âm ỉ được diễn ra rất thường xuyên”.

Nghiên cứu này mở ra một hướng đi mới cho các sứ mệnh thăm dò không gian trong tương lai, khi ta biết được Mặt Trăng và các vệ tinh khác trong Thái Dương Hệ có tầng điện ly dù rất mỏng, ta sẽ tận dụng được để ứng dụng các công nghệ thăm dò không gian mới.