Với sự phun trào băng và hơi nước, và một đại dương được che phủ bởi một lớp vỏ băng, vệ tinh Enceladus của Sao Thổ là một trong những nơi hấp dẫn nhất Hệ Mặt Trời, nhất là khi dữ liệu thu được từ tàu không gian Cassini vẫn còn mâu thuẫn cho đến nay. Một nhóm nghiên cứu quốc tế gồm các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Địa động lực học hành tinh của Đại học Nantes, đại học Charles ở Prague, và đài quan sát Hoàng gia ở Bỉ gần đây đã đề xuất một mô hình mới thống nhất các bộ dữ liệu khác nhau và cho thấy rằng lớp vỏ băng ở cực nam của Enceladus có thể chỉ dày vài kilomet. Điều này gợi ý rằng có một nguồn nhiệt mạnh ở bên trong Enceladus, một nhân tố bổ sung ủng hộ cho khả năng xuất hiện sự sống trong đại dương của nó.
Nghiên cứu này vừa mới được công bố trên website của tạp chí nghiên cứu Địa Vật lý (Geophysical Research Letters). Những giải thích ban đầu cho dữ liệu cung cấp bởi Cassini khi nó bay qua gần Enceladus ước tính rằng độ dày lớp vỏ băng của nó là khoảng từ 30 đến 40 km ở cực nam và 60 km ở xích đạo. Các mô hình này không có khả năng giải quyết câu hỏi là đại dương của nó có mở rộng ra bên dưới toàn bộ lớp vỏ băng hay không. Tuy nhiên, khám phá vào năm 2015 về dao động trong sự quay của Enceladus gợi ý rằng nó có một đại dương bao phủ toàn bộ và một lớp vỏ băng mỏng hơn nhiều so với dự đoán, với độ dày trung bình khoảng 20 km. Tuy vậy, độ dày này có vẻ mâu thuẫn với dữ liệu khác về hấp dẫn và địa hình.
Để xóa bỏ sự khác nhau này, các nhà nghiên cứu đề xuất một mô hình mới trong đó lớp trên cùng dày 200 mét của vỏ băng hoạt động như một lớp vỏ đàn hồi. Theo nghiên cứu này, Enceladus được cấu tạo lần lượt bởi một lõi đá với bán kính khoảng 185 km, và một đại dương bên trong sâu khoảng 45 km, ngăn cách với bề mặt bởi một lớp vỏ băng với độ dày trung bình khoảng 20 km, ngoại trừ cực nam nơi được cho là có độ dày nhỏ hơn 5 km. Trong mô hình này, đại dương bên dưới lớp băng chiếm khoảng 40% tổng thể tích của vệ tinh, trong khi lượng muối ước tính của nó tương tự như muối trong các đại dương Trái Đất.
Tất cả điều này gợi ý một nguồn năng lượng mới ở Enceladus. Bởi vì lớp vỏ băng mỏng hơn có nghĩa là nó cũng giữ được ít nhiệt hơn, nên các hiệu ứng thủy triều gây ra bởi Sao Thổ lên những khe nứt lớn ở lớp băng tại cực nam không còn đủ để giải thích cho dòng nhiệt mạnh tác động lên khu vực này. Mô hình này vì vậy đã củng cố ý tưởng rằng có một nguồn sinh nhiệt mạnh ở sâu trong Enceladus có thể kích hoạt các cột phun thủy nhiệt ở dưới đáy đại dương. Từ khi những phân tử hữu cơ phức tạp, mà chúng ta vẫn chưa biết chính xác thành phần, được tìm thấy trong các cột phun của Enceladus, những điều kiện này có vẻ sẽ thuận lợi cho sự xuất hiện sự sống. Tính tương đối mỏng của lớp vỏ băng tại cực nam cũng có thể cho phép một sứ mệnh thám hiểm không gian trong tương lai thu thập dữ liệu, đặc biệt khi sử dụng radar, sẽ thu được dữ liệu dễ dàng và đáng tin cậy hơn nhiều so với lớp vỏ băng dày 40 km theo tính toán ban đầu. Có vẻ như Enceladus vẫn còn chứa đựng rất nhiều bí mật chờ được sáng tỏ!
Hoàng Gia Linh
Theo Science Daily
