Hơi nước này hình thành khi băng từ bề mặt thiên thể xảy ra hiện tượng thăng hoa, có nghĩa là từ thể rắn chuyển trực tiếp sang thể khí, các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Hoàng gia (KTH) của Thụy Điển, do Tiến sĩ Lorenz Roth dẫn đầu, hôm 26/7 cho biết trong một bài đăng trên tạp chí Nature Astronomy.
Phát hiện mới được thực hiện sau khi Roth cùng cộng sự kiểm tra bộ dữ liệu mới từ Máy quang phổ Nguồn gốc Vũ trụ (COS), kết hợp với các quan sát trước đây từ Máy quang phổ hình ảnh (STIS), trên kính viễn vọng không gian Hubble.
Các bức ảnh UV tiết lộ hai dải cực quang trên mặt trăng Ganymede. Ảnh: STIS/NASA/ESA.
Năm 1998, STIS đã chụp những hình ảnh tia cực tím (UV) đầu tiên của Ganymede, cho thấy hai dải khí nhiễm điện đầy màu sắc được gọi là dải cực quang, qua đó tiết lộ rằng mặt trăng này có từ trường yếu. Vào thời điểm đó, những điểm giống nhau giữa các quan sát UV này được giải thích là do sự hiện diện của oxy phân tử (O2), trong khi sự khác biệt là do sự hiện diện của oxy nguyên tử (O), thứ tạo ra một tín hiệu ảnh hưởng đến một màu UV nhiều hơn màu kia.
Tuy nhiên, dựa trên dữ liệu mới từ COS, các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng hầu như không có oxy nguyên tử nào trong bầu khí quyển của Ganymede, do đó, phải có một lời giải thích khác cho sự khác biệt rõ ràng trong các bức ảnh chụp cực quang UV vào năm 1998.
Ganymede được cho là chứa nhiều nước hơn tất cả đại dương trên Trái Đất, nhưng nhiệt độ của nó quá lạnh nên nước đều bị đóng băng. Tuy nhiên, nhiệt độ bề mặt của Ganymede thay đổi mạnh mẽ trong ngày và nhóm nghiên cứu dự đoán rằng vào thời điểm giữa trưa gần xích đạo, nó có thể trở nên đủ ấm để băng giải phóng phân tử nước qua hiện tượng thăng hoa.
Roth cùng cộng sự sau đó đã xem xét kỹ hơn về sự phân bố tương đối của cực quang trên Ganymede và nhận thấy sự khác biệt trong các hình ảnh UV vào năm 1998 có tương quan trực tiếp với vị trí mà phân tử nước được dự đoán sẽ bốc hơi vào bầu khí quyển của mặt trăng.
Mô phỏng sao Mộc (góc trên) và mặt trăng Ganymede với hai dải cực quang khổng lồ. Ảnh: Newscientist.
Phát hiện này sẽ bổ sung thông tin quan trọng cho sứ mệnh sắp tới của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) mang tên JUICE, viết tắt của JUpiter ICy moons Explorer. JUICE là sứ mệnh lớn đầu tiên trong chương trình Tầm nhìn vũ trụ 2015 - 2025 của ESA, dự kiến được lên kế hoạch phóng vào năm 2022 và đến sao Mộc vào năm 2029. Nó sẽ dành ít nhất ba năm để thực hiện các quan sát chi tiết về sao Mộc và ba mặt trăng lớn nhất của hành tinh, đặc biệt tập trung vào Ganymede như một trường sống tiềm năng.
"Kết quả của chúng tôi có thể hữu ích cho nhóm thiết bị JUICE, cho phép tinh chỉnh kế hoạch quan sát của chúng để tối ưu hóa việc sử dụng tàu vũ trụ", Roth nhấn mạnh.
Đoàn Dương (Theo Phys)