Mặt trăng Ariel của Sao Thiên Vương, được đặt tên theo một nhân vật trong vở bi hài kịch "The Tempest" (Bão tố) của William Shakespeare, đã tiết lộ những bằng chứng gián tiếp về sự tồn tại của một đại dương ẩn dưới bề mặt, dựa trên dữ liệu mà kính viễn vọng không gian James Webb thu thập được.
Dấu hiệu gây ngạc nhiên mà kính viễn vọng James Webb phát hiện là sự tồn tại bất thường của băng carbon dioxide trên bề mặt, đặc biệt là dày đặc ở "bán cầu phía sau" của nó, tức là mặt luôn hướng về phía xa trong quá trình mặt trăng quay quanh hành tinh mẹ.
Thông tin này thật đáng ngạc nhiên, bởi vì với nhiệt độ lạnh lẽo của hệ thống sao Thiên Vương - cách trái đất khoảng 2,9 tỷ km - carbon dioxide sẽ dễ dàng chuyển hóa thành khí và thoát vào không gian.
Các nhà nghiên cứu đã đề xuất rằng có một nguồn nào đó cung cấp carbon dioxide cho bề mặt của Ariel.
Một quan điểm đã được nêu ra trước đây ủng hộ giả thuyết rằng sự tương tác giữa bề mặt mặt trăng và các hạt mang điện trong từ quyển của Sao Thiên Vương sản sinh carbon dioxide thông qua quá trình phân hủy phóng xạ, trong đó các phân tử bị phân hủy do bức xạ ion hóa.
Mặc dù vậy, nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng thuộc Đại học Johns Hopkins (Mỹ) dẫn đầu đã phát hiện ra một đáp án khác.
Nhóm tác giả đã công bố phát hiện của mình trên tạp chí khoa học Astrophysical Journal Letters, cho biết họ đã sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA để thu thập quang phổ hóa học của mặt trăng và sau đó tiến hành so sánh với quang phổ của hỗn hợp hóa học được mô phỏng trong phòng thí nghiệm.
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng Ariel có lượng trầm tích chứa carbon dioxide phong phú nhất trong toàn bộ hệ Mặt Trời, với độ dày ước tính lên tới 10 mm hoặc thậm chí lớn hơn ở bán cầu phía sau.
Trong số các loại trầm tích đó có một khám phá gây khó hiểu khác: Những dấu hiệu rõ ràng đầu tiên của carbon monoxide.
“Nó không nên tồn tại ở đó. Bạn cần hạ nhiệt độ xuống tới -243 độ C trước khi carbon monoxide có thể trở nên ổn định," TS Richard Cartwright, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết.
Trong khi đó, nhiệt độ trung bình ở bề mặt của Ariel khoảng -208 độ C, điều này cho thấy rằng carbon monoxide cần phải được bổ sung một cách tích cực.
Phóng xạ có thể là nguyên nhân cho một số sự bổ sung đó, nhưng vẫn tồn tại nhiều câu hỏi liên quan đến từ quyển của Sao Thiên Vương và mức độ tác động của nó đối với các vệ tinh của hành tinh này.
Ngay cả trong cuộc bay của Voyager 2 qua Sao Thiên Vương gần 40 năm trước, các nhà nghiên cứu đã tỏ ra nghi ngờ rằng những tương tác như vậy có thể bị ảnh hưởng do trục từ trường của Sao Thiên Vương và mặt phẳng quỹ đạo của các vệ tinh của nó lệch nhau đến 58 độ.
Do đó, để các yếu tố này xuất hiện tương tự như cách mà chúng hiện diện trên mặt trăng băng giá, cần có một đại dương nước lỏng để đảm bảo cho một số phản ứng hóa học, giúp các vật liệu đó thoát ra qua những vết nứt trong lớp băng hay qua các luồng phun trào.
Hơn nữa, những quan sát quang phổ gần đây đã chỉ ra rằng bề mặt của Ariel có khả năng chứa các khoáng chất carbonate, mà chỉ có thể hình thành thông qua quá trình tương tác giữa nước lỏng và đá.
Vẫn còn quá sớm để đánh giá liệu đại dương này có thể tồn tại sự sống hay không, nhưng sự hiện diện của nước dạng lỏng luôn là một trong những dấu hiệu quan trọng nhất cho thấy khả năng có sự sống.
Do đó, Ariel sẽ trở thành một điểm đến hấp dẫn cho các nhiệm vụ khám phá không gian trong tương lai.
