Lý do sao Thổ gần như không có mặt trăng khổng lồ

Trong nghiên cứu mới công bố trên Nature Astronomy, các nhà nghiên cứu đã lý giải nguyên nhân sao Thổ và sao Mộc gần như không có mặt trăng khổng lồ dù có khá nhiều mặt trăng.

Tính đến tháng 3/2023, các nhà khoa học xác định được sao Thổ có 285 mặt trăng và sao Mộc có 101 mặt trăng. Trong đó, mặt trăng Titan có đường kính 5,149 km là vệ tinh tự nhiên lớn nhất của sao Thổ và là mặt trăng lớn thứ 2 trong Hệ Mặt trời.

Mặc dù có rất nhiều mặt trăng nhưng sao Thổ có rất ít mặt trăng khổng lồ giống như mặt trăng Titan. Nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Yuri Fujii từ Đại học Kyoto và Đại học Nagoya (Nhật Bản) đã lý giải sự việc này.

Tiến sĩ Yuri Fujii là tác giả chính của nghiên cứu cho hay: "Các lý thuyết về sự hình thành vệ tinh đã đưa ra một số khả năng nhưng các nghiên cứu gần đây về từ trường sao đã gợi ý về sự cần thiết phải xem xét lại các lý thuyết này”.

Sao Thổ có rất ít mặt trăng khổng lồ giống như mặt trăng Titan. Ảnh: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Các nhà khoa học đã có cuộc tranh luận kéo dài về sự bồi tụ liên quan đến từ trường và sự hình thành vệ tinh: Liệu một ranh giới nào đó có thể nào được hình thành trong đĩa vật chất bao quanh sao Mộc thuở sơ khai hay không.

Chính từ chiếc đĩa này, hơn 100 mặt trăng và có thể là thêm nhiều mặt trăng chưa từng được quan sát, đã ra đời.

Để hiểu rõ sự tiến hóa nhiệt và sự biến đổi từ trường của sao Mộc và sao Thổ theo thời gian, nhóm nghiên cứu thực hiện các mô phỏng số về cấu trúc bên trong khi chúng còn "trẻ" cũng như các đĩa bồi tụ từng bao quanh chúng. Từ đó, họ suy ra cách mà các vệ tinh hình thành và chuyển dịch quỹ đạo.

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự khác biệt giữa các hệ vệ tinh lớn xung quanh sao Mộc và sao Thổ có thể được giải thích bằng cấu trúc đĩa khác nhau của chúng, bắt nguồn từ cường độ từ trường.

Nhóm nghiên cứu giải thích từ trường mạnh của sao Mộc đã gây ra sự hình thành một khoang từ quyển trong đĩa bồi tụ. Điều có thể đã giúp các mặt trăng khổng lồ được giữ ổn định, không bị cuốn vào bên trong.

Ngược lại, từ trường của sao Thổ non trẻ quá yếu để tạo ra "vùng an toàn" đó. Vì vậy, sao Thổ đã tự "bắt cóc" các mặt trăng khổng lồ ở gần mình, kéo chúng lại gần và xé nát chúng bằng lực thủy triều. Chỉ duy nhất mặt trăng Titan tồn tại được do quay quanh hành tinh mẹ với một quỹ đạo đủ rộng.

Theo nhóm nghiên cứu, phát hiện mới này có thể giúp các nhà khoa học, nhà thiên văn rất nhiều trong việc tìm kiếm các mặt trăng lớn ngoài Hệ Mặt trời trong tương lai.

Mời độc giả xem video: Hiện tượng "siêu trăng máu" xuất hiện khiến nhiều người trên thế giới háo hức.