Tại cực của Sao Thổ, tồn tại những lốc xoáy khổng lồ đang xếp thành những hình thái gọn gàng,ổn định vị trí suốt nhiều năm rồi mới tan. Cho tới nay, giới khoa học vẫn chưa giải thích được hiện tượng kỳ thú, thậm chí nhiều nhà nghiên cứu lạc quan cho rằng chúng ta đang nhìn vào những khái niệm, công thức vật lý hoàn toàn mới.
Chúng ta biết tới sự tồn tại của những cơn lốc xoáy này nhờ sứ mệnh Juno do NASA khởi động năm 2016. Tại bán cầu bắc của Sao Thổ, một cơn lốc xoáy nằm tại vị trí gần chính giữa cực, quanh nó là 8 lốc xoáy khác và tạo thành một hình bát giác kỳ lạ. Tại bán cầu nam, một cụm các lốc xoáy khác cũng tụ lại thành hình ngũ giác.
Hình bát giác tại bán cầu bắc Sao Thổ tạo thành từ những cơn lốc xoáy. Ảnh: NASA.
Hình ngũ giác tại bán cầu nam Sao Thổ.
Để lý giải hiện tượng “ngoài Trái Đất”, nhóm các nhà khoa học dẫn dắt bởi giáo sư Andrew Ingersoll bắt tay vào nghiên cứu dữ liệu do tàu thăm dò Juno gửi về. Kết quả nghiên cứu cho thấy những cơn lốc có kích cỡ tương đương nước Mỹ sinh ra bởi một vòng gió ngược hướng lốc xoáy, tạo ra được “tính ổn định của mẫu hình [lốc xoáy] đa giác”. Tuy nhiên, báo cáo nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature tiếp tục chỉ ra những câu hỏi hóc búa.
“Từ năm 2017, tàu Juno đã quan sát được một cơn lốc xoáy tại cực Bắc Sao Thổ, vây quanh bởi tám cơn lốc xoáy khác và xếp thành một hình bát giác. Không rõ tại sao cấu trúc này ổn định tới vậy, càng không rõ cách để nó duy trì lâu đến thế”, các nhà nghiên cứu viết trong báo cáo.
Giáo sư Andrew Ingersoll. Ảnh: Caltech.
“Cấu trúc đa giác và những cơn lốc xoáy đơn lẻ tạo thành cấu trúc này đã xoay ổn định trong bốn năm, kể từ khi Juno phát hiện ra chúng”, nhóm các nhà khoa học viết. “Cấu trúc đa giác xoay rất chậm, hay gần như không xoay … Ngược lại, Sao Thổ sở hữu [hai cơn lốc xoáy] ở mỗi cực”.
Nhằm tìm hiểu tại sao cấu trúc đa giác hình thành và ổn định, giáo sư Ingersoll và cộng sự đo đạc gió Sao Thổ cũng như các yếu tố tạo bão với thiết bị có trên tàu Juno. Họ phát hiện ra những luồng gió đặc biệt, dường như tạo thành một "giàn giáo" cố định vị trí của các cơn lốc xoáy. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không tìm ra yếu tố đối lưu trong những cơn gió Sao Thổ, điều đối nghịch với các nghiên cứu lốc xoáy Sao Thổ được xuất bản trước đây.
Nhóm kết luận sẽ cần thêm những nghiên cứu tương lai để lý giải sự khác biệt trong các báo cáo khoa học. Ông Ingersoll đồng thời khẳng định nghiên cứu của nhóm “tập trung vào tính xoáy và tính ổn định [của các cơn lốc xoáy Sao Thổ], cho thấy đây là một hướng nghiên cứu đúng”.
Tàu thăm dò Juno của NASA. Ảnh: NASA.
Những cơn bão xếp thành hình thái đẹp mắt chỉ là một trong nhiều hiện tượng kỳ thú diễn ra trên Sao Thổ. Và với tư cách hành tinh lớn nhất Hệ Mặt Trời, nó trở thành một hình mẫu nghiên cứu lý tưởng; từ Sao Thổ ta có thể suy ra những hiện tượng lạ trên những hành tinh khác nữa.
Trong một tuyên bố do NASA đưa ra năm 2019, nhà nghiên cứu Li Cheng thuộc dự án Juno và cũng là đồng tác giả nghiên cứu mới, nêu nhận định: “Những cơn lốc xoáy này là hiện tượng thời tiết kỳ lạ chưa từng xuất hiện hay được dự đoán. Thiên nhiên đang đưa ra những khái niệm vật lý mới liên quan tới chuyển động của [vật chất] và cách thức hoạt động của khí hậu trên các hành tinh lớn. Chúng ta mới đang bắt đầu hiểu chúng thông qua quan sát và các phần mềm giả lập. Những sứ mệnh Juno tương lai sẽ giúp ta chắt lọc hiểu biết, để tìm ra cách các cơn lốc xoáy hình thành theo thời gian”.