Vết Đỏ Lớn là một cơn bão xoáy nghịch khổng lồ trong khí quyển sao Mộc, đã được quan sát liên tục ít nhất từ năm 1831. Đến năm 2017, theo đo đạc của NASA, nó rộng khoảng 16.000 km — vẫn lớn hơn đường kính Trái Đất — nhưng đã co lại nhiều so với khoảng 40.000 km ước tính cuối thế kỷ 19. Cơn bão xoay ngược chiều kim đồng hồ, gió ở rìa vài trăm kilômét mỗi giờ, và theo tàu Juno thì nó cắm sâu vào khí quyển vài trăm kilômét.
Sao Mộc: một hành tinh gần như toàn khí
Sao Mộc không có mặt đất rắn như Trái Đất. Thứ ta thấy qua kính thiên văn là đỉnh mây; bên dưới, khí dày dần, nóng dần, rồi chuyển thành hydro lỏng và sâu hơn nữa là hydro ở dạng kim loại. Vì vậy "khí quyển sao Mộc" thường được tính từ mức áp suất 1 bar trở lên, tương đương áp suất mực nước biển Trái Đất.
| Đại lượng (theo NSSDCA) | Giá trị |
|---|---|
| Thành phần theo số phân tử | Hydro (H₂) ~90%, heli ~10%; vết mê-tan, amoniac, hơi nước |
| Nhiệt độ ở mức 1 bar | ~−108 °C (khoảng 165 K) |
| Một ngày | ~9 giờ 56 phút — nhanh nhất trong các hành tinh |
| Đường kính xích đạo | ~143.000 km, khoảng 11 lần Trái Đất |
| Năng lượng toả ra | Gần gấp đôi năng lượng nhận từ Mặt Trời |
Sao Mộc toả nhiều năng lượng hơn nhận được vì nó vẫn đang nguội dần và co lại chậm từ thời hình thành. Nguồn nhiệt bên trong này nuôi những dòng đối lưu mạnh, góp phần sinh ra bão.
Vì sao sao Mộc có sọc
Nhìn qua kính thiên văn nhỏ, sao Mộc hiện ra với các dải song song. Các dải sáng gọi là đới (zone), nơi khí bốc lên và tạo mây amoniac trắng ở trên cao. Các dải tối gọi là vành (belt), nơi khí chìm xuống, để lộ lớp mây sâu hơn có màu nâu, cam. Giữa các dải là những dòng phản lực thổi ngược chiều nhau, tốc độ có thể vượt 500 km/h.
Hành tinh quay rất nhanh nên các dòng khí bị kéo căng theo chiều đông – tây thành dải. Theo mô hình phổ biến, mây sao Mộc xếp thành ba tầng chính:
- Trên cùng: mây băng amoniac, màu trắng.
- Giữa: mây amoni hydrosulfua, màu vàng nâu.
- Sâu nhất: mây nước, có thể sinh ra sét.
Chất tạo màu đỏ, cam, nâu chính xác là gì vẫn chưa được xác định chắc chắn. Các ứng viên gồm hợp chất lưu huỳnh, phốt pho, và các phân tử hữu cơ do tia cực tím tạo ra.
Vết Đỏ Lớn: những điều đã biết
Một cơn bão xoáy nghịch
Khác với bão nhiệt đới trên Trái Đất (vùng áp thấp), Vết Đỏ Lớn là vùng áp cao, xoay ngược chiều kim đồng hồ ở bán cầu nam sao Mộc. Nó hết một vòng quay trong khoảng sáu ngày Trái Đất. Phần trung tâm khá lặng; gió mạnh tập trung ở vành ngoài.
Đang co lại
| Thời điểm | Chiều rộng ước tính (đông – tây) | Nguồn |
|---|---|---|
| Cuối thế kỷ 19 | ~40.000 km | Quan sát từ mặt đất |
| 1979 | ~23.000 km | Voyager 1 và 2 |
| 1995 | ~21.000 km | Kính Hubble |
| 2017 | ~16.000 km | Juno, Hubble |
Các con số làm tròn; mỗi nguồn đo có cách xác định mép bão khác nhau. Xu hướng thì rõ: Vết Đỏ Lớn co lại và tròn dần. Nó có biến mất không, và khi nào, chưa ai dự báo được.
Sâu bao nhiêu
Năm 2017, tàu Juno bay ngay phía trên Vết Đỏ Lớn. Thiết bị đo vi sóng của Juno nhìn xuống dưới đỉnh mây và cho thấy cơn bão có "rễ" sâu khoảng 300–500 km — sâu hơn nhiều so với bão Trái Đất, nhưng vẫn nông nếu so với bề rộng của nó, giống một chiếc đĩa dẹt.
Có phải chính là "vết vĩnh cửu" của Cassini?
Năm 1665, nhà thiên văn Giovanni Domenico Cassini mô tả một vết tối trên sao Mộc, quan sát được tới năm 1713. Từ năm 1713 đến 1831 có một khoảng trống không ghi nhận. Vì vậy, việc vết năm 1665 có phải là Vết Đỏ Lớn ngày nay hay không vẫn còn tranh luận; một nghiên cứu năm 2024 phân tích lại các bản vẽ cũ nghiêng về khả năng đó là hai cơn bão khác nhau. Mốc an toàn để nói là "quan sát liên tục từ năm 1831".
Những cơn bão khác trên sao Mộc
- Oval BA ("Vết Đỏ Nhỏ"): hình thành khi ba vết trắng hợp lại vào khoảng 1998–2000, rồi chuyển sang màu đỏ năm 2005–2006.
- Xoáy ở hai cực: Juno phát hiện cực bắc có tám xoáy xếp quanh một xoáy trung tâm, cực nam có năm (sau là sáu) xoáy quanh một xoáy giữa — một cấu trúc hình học chưa từng thấy ở hành tinh nào khác.
- Sét: Juno ghi nhận sét ở cả mây nước sâu và những tia sét nông hơn mong đợi, liên quan tới "mưa đá" amoniac – nước mà các nhà khoa học gọi vui là "mushball".
Vì sao bão sao Mộc sống lâu hơn bão Trái Đất
Một cơn bão nhiệt đới trên Trái Đất thường chỉ sống vài ngày đến vài tuần. Nó tàn khi đi vào đất liền hoặc vùng biển lạnh, vì mất nguồn hơi nước ấm nuôi nó và bị ma sát với mặt đất làm chậm. Sao Mộc không có đất liền, không có biển, nên hai "phanh" ấy không tồn tại. Cơn bão chỉ trôi theo vĩ độ của nó, bị kẹp giữa hai dòng phản lực ngược chiều, và còn "nuốt" các xoáy nhỏ hơn đi ngang qua để lấy thêm năng lượng.
Ngoài ra, nguồn năng lượng của thời tiết sao Mộc khác Trái Đất. Trên Trái Đất, gần như toàn bộ năng lượng làm gió đến từ Mặt Trời. Ở sao Mộc, nắng yếu hơn khoảng 27 lần, nhưng nhiệt toả ra từ lòng hành tinh lại đáng kể, nên các dòng đối lưu từ dưới sâu đóng vai trò lớn. Những điểm này giúp hiểu vì sao một cơn bão có thể tồn tại hàng trăm năm, dù cơ chế đầy đủ vẫn còn được mô hình hoá.
Những lần "chạm" vào khí quyển sao Mộc
Tháng 7/1994, khoảng hai mươi mảnh của sao chổi Shoemaker–Levy 9 lần lượt đâm vào sao Mộc, để lại những vết sẹo tối trong khí quyển to cỡ Trái Đất, nhìn được cả bằng kính nhỏ và tồn tại nhiều tuần. Đây là lần đầu con người chứng kiến một vụ va chạm giữa hai thiên thể trong hệ Mặt Trời.
Tháng 12/1995, khoang thăm dò của tàu Galileo lao vào khí quyển sao Mộc, đo trong gần một giờ trước khi bị nhiệt và áp suất phá huỷ. Nó tình cờ rơi vào một "điểm nóng" khô, nên đo được ít nước hơn dự kiến — một ví dụ cho thấy một điểm đo không đại diện cho cả hành tinh.
Góc nhìn hôm nay: tự ngắm Vết Đỏ Lớn
Sao Mộc là một trong những thiên thể dễ ngắm nhất. Mắt thường đã thấy nó như một ngôi sao rất sáng, không nhấp nháy. Ống nhòm thấy được bốn vệ tinh lớn. Kính thiên văn nhỏ (khẩu độ khoảng 80–100 mm) thấy được các dải mây; muốn thấy Vết Đỏ Lớn cần kính tốt hơn, trời ổn định, và chọn đúng giờ nó quay ra phía Trái Đất — các trang thiên văn nghiệp dư và phần mềm planetarium đều có bảng giờ này.
Ảnh JunoCam của tàu Juno được NASA công bố dạng dữ liệu thô cho công chúng xử lý; nhiều bức ảnh sao Mộc đẹp nhất hiện nay do người yêu thiên văn tự ghép màu. Đó là một cách tham gia vào khoa học hành tinh mà không cần phòng thí nghiệm.
Câu hỏi thường gặp
Vết Đỏ Lớn trên sao Mộc là gì?
Là một cơn bão xoáy nghịch (vùng áp cao) khổng lồ ở bán cầu nam sao Mộc, quan sát liên tục ít nhất từ năm 1831. Năm 2017 nó rộng khoảng 16.000 km, lớn hơn Trái Đất, và gió ở rìa đạt vài trăm km/h.
Vết Đỏ Lớn có đang nhỏ lại không?
Có. Cuối thế kỷ 19 nó được ước tính rộng khoảng 40.000 km, thời Voyager năm 1979 khoảng 23.000 km, và năm 2017 còn khoảng 16.000 km. Không ai dự báo được nó có biến mất hay không.
Vì sao Vết Đỏ Lớn có màu đỏ?
Chưa biết chắc. Giả thuyết phổ biến là các phân tử đơn giản như amoniac, axetylen bị tia cực tím phá vỡ ở trên cao và tạo ra hợp chất màu đỏ. Thành phần chính xác vẫn còn được nghiên cứu.
Sao Mộc được làm bằng gì?
Chủ yếu là hydro (khoảng 90% số phân tử) và heli (khoảng 10%), cùng chút mê-tan, amoniac và hơi nước. Sao Mộc không có mặt đất rắn; khí dày dần thành chất lỏng ở sâu bên trong.
Có thể nhìn Vết Đỏ Lớn bằng kính thiên văn nhỏ không?
Có thể nếu kính đủ tốt, trời ổn định và đúng giờ nó quay về phía Trái Đất. Kính khẩu độ 80–100 mm đã thấy các dải mây, còn Vết Đỏ Lớn thường hiện khá nhạt, cần quan sát kỹ.
