Theo một nghiên cứu, bí ẩn về "những hòn đảo ma thuật" trên mặt trăng Titan của Sao Thổ có thể đã được giải đáp.
Hiện tượng thoáng qua, tạm thời xuất hiện như các điểm sáng trên radar, lần đầu tiên được quan sát vào năm 2014 bởi nhiệm vụ Cassini-Huygens. Kể từ đó, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu chúng là gì.
Bây giờ, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters đã đề xuất một giải thích có thể.
Titan, Mặt Trăng lớn nhất của Sao Thổ, có một không khí mù mịt, màu cam, dày khoảng 50% so với Trái Đất và giàu metan và các phân tử carbon dựa trên carbon khác, hay hữu cơ. Bề mặt của Mặt Trăng được phủ bởi những cồn cát tối của chất hữu cơ, trong khi nó cũng có hồ và biển chứa metan và etan ở dạng lỏng.
Chính trên những hồ hydrocarbon này, "đảo ma thuật" xuất hiện trong hình ảnh radar dưới dạng các điểm sáng có thể tồn tại từ vài giờ đến vài tuần, hoặc hơn, trước khi biến mất.
Các nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng những hiện tượng có thể là các đảo ma do sóng tạo ra, hoặc là các hòn đảo thực sự được tạo ra từ chất rắn treo lơ lửng, chất rắn nổi lên, hoặc bong bóng khí nitơ.
Trong nghiên cứu mới nhất, Xinting Yu - nhà khoa học hành tinh và tác giả chính của bài báo tại Đại học Texas tại San Antonio - nghiên cứu mối quan hệ giữa khí quyển của Titan, các hồ lỏng và vật liệu rắn được kết tủa trên bề mặt Mặt Trăng để xem liệu có thể phát hiện ra nguyên nhân của những hòn đảo bí ẩn hay không.
"Tôi muốn điều tra xem những hòn đảo phép thuật có thể thực sự là chất hữu cơ nổi lên trên bề mặt, giống như cục than chìm được nổi trên nước trên Trái Đất trước khi cuối cùng chìm xuống," Yu nói trong một thông cáo báo chí.
"Nhóm của chúng tôi quyết định thực hiện nghiên cứu này do sự mê hoặc bởi Titan và hóa học phức tạp của khí quyển và bề mặt của nó," Yu nói với Newsweek. "Titan là duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, với không khí dày và các hồ hydrocarbon lỏng. Hiện tượng 'đảo phép thuật' được quan sát trên Titan đã là một đề tài gây tò mò trong nhiều năm kể từ khi nó được phát hiện vào năm 2014. Chúng tôi nhằm mục tiêu khám phá điều này bằng cách sử dụng một phương pháp lý thuyết, tận dụng dữ liệu về các tính chất vật lý và hóa học của chất hữu cơ có thể được tìm thấy trên bề mặt Titan."
Khí quyển đặc biệt của Titan biến các khí đơn giản như metan và nitơ thành các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn. Những hợp chất này có thể kết tụ lại với nhau, đóng cục và rơi xuống bề mặt của Mặt Trăng—bao gồm cả những hồ hydrocarbon lỏng như metan và etan.
Trong nghiên cứu mới nhất, Yu và các đồng nghiệp đã khám phá xem điều gì xảy ra với những hợp chất này khi chúng đạt được bề mặt. Họ phát hiện ra rằng hầu hết các cục hữu cơ sẽ rơi xuống dưới dạng chất rắn.
Nhóm cũng xem xét xem những hòn chất rắn này sẽ xảy ra những gì khi chúng rơi xuống hồ hydrocarbon của Titan, và họ phát hiện ra rằng các cấu trúc này có thể có tính xốp giúp chúng có thể nổi lên—ít nhất là tạm thời—dưới những điều kiện nhất định.
"Hãy tưởng tượng một bọt biển, đầy lỗ; nếu các chất rắn giống như thế này, với 25–60% thể tích của chúng là không gian trống, chúng có thể nổi lên. Một số chất rắn, như băng cyanua hiđrô, cũng có thể nổi lên do hiệu ứng căng bề mặt. Nếu không đạt được những điều kiện này, chúng sẽ chìm vào chất lỏng hồ, làm tăng lên lớp cặn trên đáy hồ," các tác giả viết trong nghiên cứu.
Bằng cách nhìn vào thời gian mà các vật liệu sẽ nổi cho mỗi tình huống, các nhà nghiên cứu đề xuất rằng các mảnh chất hữu cơ lạc hậu, chất hữu cơ tối, đó có lẽ là nguyên nhân giải thích hiện tượng "đảo phép thuật" được thấy trên Titan.
"Nghiên cứu của chúng tôi gợi ý rằng [các đảo phép thuật] có thể là 'tảo bèo' nổi lên từ chất hữu cơ," Yu nói với Newsweek. "Nghiên cứu này cung cấp một giải thích tiềm năng cho một trong những bí ẩn hấp dẫn nhất của Titan, làm tăng hiểu biết của chúng tôi về môi trường của hành tinh xa xôi này."
"Nó cũng làm sáng tỏ về mối quan hệ phức tạp giữa hóa học khí quyển và các quá trình bề mặt trên Titan. Bằng cách hiểu rõ những quá trình này, chúng ta có thể thu được cái nhìn sâu rộng không chỉ về môi trường của Titan mà còn mở rộng kiến thức của chúng ta về khoa học hành tinh và hành vi của các vật thể ngoại hành tinh tương tự. Điều này có thể ảnh hưởng đến các nhiệm vụ tương lai đến Titan, hướng dẫn nơi nên tìm kiếm và nên nghiên cứu gì để làm sáng tỏ thêm về bí mật của mặt trăng này."
