Trái đất là nơi duy nhất trong Dải Ngân hà có nước, và chúng ta biết rõ hình dạng cơn mưa trên Trái đất là thế nào. Nhưng các hành tinh khác thì có mưa không? Và mưa ở đó khác mưa trên Trái đất như thế nào?
Mưa a-xít trên sao Kim
Sao Kim là hành tinh lớn thứ hai sau Mặt trời, và là hành tinh giống Trái đất nhiều nhất. Nó tương tự về kích thước, khối lượng và thành phần. Tuy nhiên, bầu khí quyển của sao Kim gồm 96.5% các-bon đi-ô-xít, 3.5% còn lại là khí ni-tơ.
Bầu khí quyển của sao Kim vì thế cực kỳ đặc biệt. Người ta ước tính khối lượng khí quyển của nó gấp 93 lần của Trái đất, trong khi áp suất trên bề mặt hành tinh gấp 92 lần. Những bằng chứng ban đầu cho thấy có hàm lượng axit sulfuric trong khí quyển của sao Kim, dù chỉ chiếm một phần khá nhỏ.
Vì CO2 là khí nhà kính nên nhiệt độ trên hành tinh này rất cao, lên tới 462 độ C, cao hơn nhiều so với nhiệt độ trên sao Thủy, dù sao này gần Mặt trời hơn sao Kim.
Khí quyển trên sao Kim bao gồm các đám mây mờ đục tạo thành từ axit sulfuric, kéo dài từ 50 đến 70 km. Bên dưới những đám mây, có một lớp mây mù dày đến khoảng 30km, còn dưới nữa thì trời quang. Bên trên lớp CO2 dày đặc có những đám mây dày gồm chủ yếu là lưu huỳnh đioxit và các giọt axit sunfuric.
Vì vậy mưa trên sao Kim chính là các cơn mưa axit sunfuric rơi ở tầng trên của bầu khí quyển, và bốc hơi ở độ cao khoảng 25km so với bề mặt. Các giọt axit sulfuric mang điện nên chúng có khả năng gây ra sét. Bề mặt của sao Kim có thể được mô tả chính xác như địa ngục.
-
- Khí quyển trên sao Kim bao gồm khí CO2 và một lượng nhỏ axit sulfuric. (Ảnh: NASA / JPL.)
Mưa kim cương trên sao Hải Vương
Sao Hải Vương là hành tinh thứ tám và xa Mặt trời nhất trong Hệ Mặt trời. Thành phần của sao Hải Vương tương tự như của sao Thiên Vương và khác với thành phần của những hành tinh khổng lồ khí như sao Thổ và sao Mộc.
Bầu khí quyển của sao Hải Vương được cấu tạo chủ yếu bởi hydro và heli, còn có dấu vết của hydrocacbon và nitơ.
Thời tiết của sao Hải Vương được đặc trưng bởi hệ thống các cơn bão cực kỳ mạnh với sức gió đạt tốc độ gần 600 m/s (2.160 km/h). Sự phong phú của mê-tan, etan và ethyne ở xích đạo của sao Hải Vương lớn hơn 10-100 lần so với ở hai cực. Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng sao Thiên Vương và sao Hải Vương thực sự nghiền mê-tan thành kim cương. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm xác nhận rằng điều này là có thể. Tuy nhiên cần những áp lực rất lớn để có thể tạo ra mưa kim cương.
Laura Robin Benedetti, một sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý tại Đại học UC Berkeley, cho biết: “Sau khi áp lực tạo thành những viên kim cương, chúng sẽ rơi xuống giống như những hạt mưa hoặc tạo thành những cơn mưa đá về phía trung tâm của hành tinh”.
Kim cương có thể rất hiếm trên Trái đất, nhưng các nhà thiên văn học tin rằng chúng lại rất phổ biến trong vũ trụ. Những viên kim cương có kích thước phân tử đã được tìm thấy trong các thiên thạch, và các thí nghiệm gần đây cho thấy một lượng lớn kim cương được hình thành từ khí mê-tan trên các hành tinh băng khổng lồ như sao Thiên Vương và sao Hải Vương. Một số hành tinh trong các hệ Mặt trời khác có thể bao gồm kim cương gần như nguyên chất.
Mưa kim cương ở hành tinh này hình thành ở độ sâu 7.000km với điều kiện có thể là mê-tan phân hủy thành các tinh thể kim cương mưa xuống dưới giống như mưa đá.
Sao Hải Vương và Thiên Vương không phải là hai hành tinh duy nhất có thể tạo mưa kim cương. Một số hành tinh khác trong thiên hà có bầu khí quyển tương tự cũng có khả năng tạo mưa kim cương. Trên thực tế, một nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra một hành tinh được gọi là 55 Cancri E có phủ kim cương. Đó là bởi thành phần của hành tinh này chứa hàm lượng các-bon cao, ở nhiệt độ và áp suất dự kiến, sẽ bị nén thành kim cương.
Mưa Methane trên Titan - vệ tinh của sao Thổ
Titan là Mặt trăng lớn nhất của sao Thổ. Nó là vệ tinh tự nhiên duy nhất có bầu khí quyển dày đặc, và là thiên thể duy nhất ngoài Trái đất đã tìm thấy bằng chứng rõ ràng chất lỏng trên bề mặt. Titan có biển lỏng được tạo thành từ hydrocacbon, hồ, núi, sương mù, đại dương nước ngầm và là nơi tạo ra các mưa mêtan. Trên thực tế, Trái đất và Titan là những hành tinh duy nhất trong Hệ Mặt trời có chất lỏng rơi trên bề mặt rắn. Ở Trái đất là nước, ở Titan là mê-tan.
Điều thú vị là thời tiết trên Titan theo nhiều cách tương tự như trên Trái đất. Khí hậu trên Titan có mưa, có gió, đã tạo ra các điểm bề mặt tương tự như Trái đất, ví dụ cồn cát, sông, hồ, biển (chứa khí mê-tan và ê-tan lỏng), thậm chí còn có cả vùng đồng bằng.
Titan nhận được bức xạ mặt trời ít hơn 100 lần so với Trái đất, vì vậy nhiệt độ bề mặt trung bình là khoảng -179 ° C. Ở nhiệt độ này, nước đá có áp suất hơi cực thấp nên bầu khí quyển gần như không có hơi nước. Tuy nhiên, khí mê-tan trong khí quyển gây ra hiệu ứng nhà kính đáng kể khiến bề mặt Titan ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với những gì có thể xảy ra.
Địa hình trên Titan có thể không được tạo thành từ các hạt silicat nhỏ như cát trên Trái đất, mà có thể được hình thành khi khí mê-tan lỏng mưa và xói mòn nền băng ở dạng các đám mây chớp. Các đám mây thường bao phủ 1% diện tích Titan. Trong một số trường hợp thời tiết đặc biệt, độ che phủ của đám mây nhanh chóng mở rộng lên tới 8%. Thời tiết trên Titan bị chi phối bởi sao Thổ. Theo đó, mùa hè ở bán cầu Nam của Titan cho đến năm 2010, khi quỹ đạo của sao Thổ, có ảnh hưởng đến chuyển động của Titan, chuyển bán cầu Bắc của Titan về phía ánh sáng Mặt trời.
Mưa hồng ngọc và ngọc bích trên hành tinh HAT-P-7b
Ngoài mưa kim cương trên sao Hải Vương, người ta còn phát hiện ra có mưa hồng và ngọc bích trên một hành tinh lớn gấp 16 lần Trái đất, được tạm đặt tên là HAT-P-7b. Các nhà thiên văn học tin rằng những đám mây trên hành tinh này sẽ được tạo thành từ corundum - một dạng tinh thể của oxit nhôm tạo thành hồng ngọc và ngọc bích.
Mặc dù một cảnh tượng như vậy chắc chắn sẽ gây ấn tượng mạnh về mặt thị giác, nhưng hành tinh này là một nơi kỳ dị. Tuy vậy, HAT-P-7b vẫn rất quan trọng vì nó là nơi người ta phát hiện ra những dấu vết thời tiết trên một hành tính khí khổng lồ bên ngoài Hệ Mặt trời.
Vũ trụ là một nơi rộng lớn và hoang dã. Nhân loại mới chỉ mới tiếp cận được một phần rất nhỏ của vũ trụ. Trên Trái đất có mưa nước, nhưng ở những hành tinh khác lại là mưa kim cương, mưa hồng ngọc hay ngọc bích. Mọi khái niệm đều không tuyệt đối và chúng ta không nên hạn cuộc tư duy vào những hiện tượng đơn lẻ trên Trái đất. Có vẻ mỗi hành tinh sẽ có một quy luật khác nhau. Ai biết được chúng ta còn khám phá được những gì trong tương lai?
Lê Na
Theo zmescience
