Tại sao Hải Vương Tinh lại xanh hơn Thiên Vương Tinh?
Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh là hai hành tinh ngoài cùng trong Hệ Mặt Trời. Kích thước, khối lượng, thành phần khí trong khí quyển và nhiệt độ của hai hành tinh này rất giống nhau. Ngoài ra, cả hai hành tinh đều có màu xanh lam, nhưng Hải Vương Tinh xanh hơn so với Thiên Vương Tinh. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế gần đây đã tìm ra lý do cho sự khác biệt về màu sắc giữa hai hành tinh này.
Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh là những hành tinh xa nhất trong Hệ Mặt Trời. Cả hai là những vệ tinh ở vùng ngoài cùng của Hệ Mặt Trời và đều quay xung quanh Mặt trời, nhưng Hải Vương Tinh có khối lượng lớn hơn một chút so với Thiên Vương Tinh. Cả hai hành tinh này đều có màu xanh lam vì tầng khí quyển của chúng chứa một lượng nhỏ metan. Chính khí metan này mang lại cho các hành tinh này màu hơi xanh vì metan phản chiếu ánh sáng xanh lam.
Khi ánh sáng từ Mặt trời (bao gồm tất cả các màu trong quang phổ) chiếu vào các hành tinh này, metan hấp thụ một số ánh sáng màu đỏ hơn, trong khi các bước sóng màu xanh lam bị phản xạ, khiến chúng có màu xanh lam và mờ ảo. Tuy nhiên, trong ánh sáng khả kiến (những gì con người chúng ta nhìn thấy), màu xanh của Hải Vương Tinh đậm hơn màu xanh của Thiên Vương Tinh.
Một nhóm các nhà nghiên cứu do ông Patrick Irwin, giáo sư vật lý hành tinh tại Đại học Oxford, dẫn đầu, đã tìm hiểu lý do tại sao hai hành tinh này có màu sắc chênh lệch như vậy. Kết hợp các quan sát từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, Kính viễn vọng Hồng ngoại của NASA và Kính viễn vọng Phương Bắc Gemini, nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình khí quyển của hai hành tinh và nhận thấy rằng có ba lớp sol khí ở các độ cao khác nhau trong khí quyển của chúng. Đây là một trong những lý do tại sao hai hành tinh này có sự khác biệt về màu sắc.
Giáo sư Irwin, tác giả chính của nghiên cứu giải thích: “Đây là mô hình đầu tiên phù hợp đồng thời quan sát ánh sáng mặt trời phản xạ từ bước sóng cực tím đến cận hồng ngoại”; “Đây cũng là mô hình đầu tiên giải thích sự khác biệt về màu sắc có thể nhìn thấy giữa Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh.”
Các nhà nghiên cứu cho biết họ phát hiện ra rằng nhiệt độ của một lớp các hạt sương mù ở giữa tầng khí quyển trên Thiên Vương Tinh cao hơn mức ngưng tụ metan. Đồng thời, lớp hạt sương mù này dày hơn lớp hạt sương mù trên Hải Vương Tinh, điều này ảnh hưởng đến màu sắc có thể nhìn thấy của hai hành tinh.
Nhóm nghiên cứu cho rằng tầng khí quyển của cả hai hành tinh đều bao gồm hydro, heli và metan. Thông thường, băng metan sẽ ngưng tụ thành tuyết metan ở lớp giữa của các hành tinh. Tầng khí quyển của Hải Vương Tinh hoạt động mạnh hơn tầng khí quyển của Thiên Vương Tinh, và có thể khuấy động khí metan vào lớp mây mù một cách hiệu quả hơn. Trong lớp khói mù, metan ở thể khí có thể ngưng tụ trên các hạt sương mù, tạo thành tuyết ngưng tụ metan.
Loạt hoạt động mạnh mẽ này sẽ làm mỏng lớp sương mù của Hải Vương Tinh, khiến cho hành tinh này có màu xanh đậm hơn; Còn tầng khí quyển của Thiên Vương Tinh được mô tả là tương đối “yên tĩnh”, vì vậy, lớp sương mù dày hơn, khiến cho hành tinh này như được “tẩy” trắng và nhạt màu hơn.
Đồng tác giả nghiên cứu, ông Mike Wong, nhà thiên văn học tại Đại học California-Berkeley, cho biết: “Chúng tôi hy vọng việc phát triển mô hình này sẽ giúp chúng ta hiểu được mây và sương mù trong khí quyển của các hành tinh băng khổng lồ”; “Tìm được câu giải thích sự khác biệt màu sắc giữa Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh là một thu hoạch bất ngờ!”
Các phát hiện gần đây đã được công bố trên “Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh” (Journal of Geophysical Research: Planets).
