Thực đơn
Sao_Mộc
Các nhà thiên văn Babylon cổ đại đã quan sát và ghi chép về Sao Mộc từ thế kỷ 7 hoặc 8 trước Công nguyên.[101]Trong thế kỷ thứ hai mô hình Almagest được nhà thiên văn Hy Lạp cổ đại Claudius Ptolemaeus xây dựng lên mô hình địa tâm hành tinh dựa trên những quan sát về chuyển động tương đối của Sao Mộc so với Trái Đất, khi ông quan sát thấy chu kỳ của nó "quanh" Trái Đất là 4332,38 ngày, hay 11,86 năm.[102]Năm 499, Aryabhata, nhà thiên văn và toán học cổ đại Ấn Độ, cũng sử dụng mô hình địa tâm và ước lượng chu kỳ của Mộc Tinh là 4332,2722 ngày, hay 11,86 năm.[103]
Năm 1610, Galileo Galilei sử dụng kính thiên văn do ông tự chế tạo quan sát thấy bốn vệ tinh quay quanh Sao Mộc—Io, Europa, Ganymede và Callisto (mà ngày nay gọi là các vệ tinh Galilei); và được đa số các nhà lịch sử khoa học công nhận là người đầu tiên sử dụng kính thiên vă nhằm quan sát các thiên thể ngoài Trái Đất. Galileo cũng là người đầu tiên phát hiện ra chuyển động thiên thể không phải do cách nhìn Trái Đất là trung tâm của vũ trụ. Đây là một bằng chứng thuyết phục ủng hộ thuyết nhật tâm của Nicolaus Copernicus về chuyển động của các hành tinh; vì những ủng hộ công khai của Galileo cho mô hình Copernicus mà ông bị đưa ra tòa án dị giáo.[104]
Trong thập niên 1660, Cassini sử dụng một loại kính thiên văn mới và ông phát hiện ra những vết và dải nhiều màu sắc trên Sao Mộc và nhận ra hành tinh này phình ra tại xích đạo. Ông cũng thử ước lượng tốc độ tự quay của Sao Mộc.[105] Năm 1690 Cassini nhận ra khí quyển Mộc Tinh thể hiện sự quay vi sai.[34]
Ảnh màu giả về khí quyển Sao Mộc, chụp từ Voyager 1, với Vết Đỏ Lớn và cơn bão oval màu trắng ở dưới.Vết Đỏ Lớn, cơn bão hình oval đặc trưng trong khí quyển ở bán cầu nam Sao Mộc, có thể đã được quan sát từ năm 1664 bởi Robert Hooke và năm 1665 bởi Giovanni Cassini, mặc dù chưa có văn bản lịch sử cụ thể rõ ràng ghi nhận điều này. Dược sĩ Samuel Heinrich Schwabe đã vẽ chi tiết về Vết Đỏ Lớn vào năm 1831.[106]
Một số người đã công bố không thấy xuất hiện Vết Đỏ Lớn khi quan sát Sao Mộc trong giai đoạn 1665 và 1708 trước khi nó lại hiện ra vào 1878. Năm 1883 người ta nhận thấy nó đang mờ đi cũng như ở đầu thế kỷ 20.[107]
Cả Giovanni Borelli và Cassini đã ghi chép cẩn thận về chuyển động và chu kỳ của các vệ tinh Sao Mộc, cho phép tiên đoán được thời gian mà các vệ tinh sẽ ở trước hay sau hành tinh. Cho đến thập niên 1670, khi Sao Mộc ở vị trí xung đối với Trái Đất ở hai bên Mặt Trời, chu kỳ quay của vệ tinh Io đã dài thêm khoảng 17 phút so với ghi chép từ trước. Ole Rømer đã quan sát thấy điều này và suy luận ra ánh sáng không có vận tốc tức thời (kết luận bị chính Cassini ban đầu phản đối[19]), và ông cũng ước lượng được tốc độ ánh sáng thông qua độ lệch thời gian này.[108]
Năm 1892, Edward Barnard phát hiện ra vệ tinh thứ năm của Sao Mộc bằng kính thiên văn phản xạ 36 inch (910 mm) ở đài quan sát Lick tại California. Vệ tinh này khá nhỏ, và rất khó nhận ra vào thời điểm đó, điều này khiến ông nhanh chóng trở lên nổi tiếng. Vệ tinh sau đó được đặt tên Amalthea.[109] Nó là vệ tinh tự nhiên cuối cùng được phát hiện bằng quan sát trực tiếp qua bước sóng khả kiến.[110] Và khi tàu Voyager 1 bay ngang qua Sao Mộc năm 1979 nó đã phát hiện ra 8 vệ tinh mới.
Ảnh hồng ngoại chụp Sao Mộc từ Very Large Telescope của ESO.Năm 1932, Rupert Wildt nhận ra những vạch hấp thụ của amoniac và mêtan trong khí quyển Mộc Tinh.[111]
Ba cơn bão tồn tại lâu quay ngược chiều kim đồng hồ màu trắng đã được quan sát từ 1938. Trong nhiều thập kỷ chúng vẫn là những đặc điểm rời rạc trên khí quyển Sao Mộc, đôi khi đến gần nhau nhưng chưa hề sáp nhập trước đó. Cuối cùng, hai cơn bão sáp nhập vào năm 1998, và hút cơn bão thứ ba vào năm 2000, và các nhà khoa học hiện nay gọi nó là Oval BA.[112]
Bernard Burke và Kenneth Franklin năm 1955 phát hiện ra những chớp nổ của tín hiệu vô tuyến đến từ Sao Mộc ở tần số 22,2 MHz.[34] Chu kỳ của những chớp này trùng với chu kỳ tự quay của hành tinh, và họ nghĩ chúng có thể làm định nghĩa phù hợp cho tốc độ tự quay của Sao Mộc. Những chớp vô tuyến từ hành tinh này phát ra hai loại: chớp kéo dài (hay chớp L) trong khoảng vài giây, và chớp ngắn (hay chớp S) diễn ra chỉ trong thời gian một phần trăm của giây.[113]
Các nhà thiên văn cũng phát hiện ra có ba dạng tín hiệu vô tuyến phát ra từ Sao Mộc.
Từ 1973 một số tàu vũ trụ tự động đã đến gần Sao Mộc, nổi bật là tàu thăm dò Pioneer 10, con tàu đầu tiên đến đủ gần hành tinh này và gửi về các bức ảnh cũng như thông tin về hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.[116][117] Các chuyến bay đến các hành tinh thường dựa trên ngân sách giảm thiểu năng lượng cần thiết để con tàu bay hiệu quả, hay nhiên liệu mang theo tối ưu để nó đạt được vận tốc tối đa cũng như phục vụ trong quá trình thăm dò, hay delta-v. Khi đi vào quỹ đạo chuyển Hohmann từ Trái Đất đến Sao Mộc bắt đầu từ quỹ đạo thấp đòi hỏi giá trị delta-v bằng 6,3 km/s[118] so với giá trị 9,7 km/s của delta-v cần thiết để đưa vệ tinh vào quỹ đạo thấp quanh Trái Đất.[119] Thật may là nhờ kỹ thuật hỗ trợ hấp dẫn thông qua quá trình bay qua hành tinh có thể làm giảm năng lượng cần thiết để đưa tàu đến Sao Mộc, giảm thiểu chi phí cho những chuyến bay dài năm trong không gian.[120]
| Tàu không gian | Thời gian gần nhất | Khoảng cách |
|---|---|---|
| Pioneer 10 | 3 tháng 12 năm 1973 | 130.000 km |
| Pioneer 11 | 4 tháng 12 năm 1974 | 34.000 km |
| Voyager 1 | 5 tháng 3 năm 1979 | 349.000 km |
| Voyager 2 | ngày 9 tháng 7 năm 1979 | 570,000 km |
| Ulysses | 8 tháng 2 năm 1992[121] | 408.894 km |
| 4 tháng 2 năm 2004[121] | 120.000.000 km | |
| Cassini | 30 tháng 12 năm 2000 | 10.000.000 km |
| New Horizons | 28 tháng 2 năm 2007 | 2.304.535 km |
Từ năm 1973, một vài tàu không gian đã thực hiện bay qua hành tinh và thực hiện một số quan sát Sao Mộc. Phi vụ Pioneer lần đầu tiên chụp được ảnh gần khí quyển Sao Mộc và một số vệ tinh của nó. Các tàu cũng phát hiện ra vành đai bức xạ gần hành tinh với cường độ mạnh hơn so với từng nghĩ, và cả hai đã vượt qua được ảnh hưởng của từ trường Sao Mộc. Dựa vào quỹ đạo của các tàu vũ trụ các nhà khoa học có thể suy ra được khối lượng của hệ Sao Mộc. Nhờ hiện tượng che khuất tín hiệu vô tuyến từ tàu không gian của hành tinh mà người ta có thể tính ra được đường kính cũng như độ dẹt của Sao Mộc.[25][122]
Sáu năm sau, phi vụ Voyager đã nâng cao khả năng hiểu biết của các nhà khoa học về các vệ tinh Galilei và khám phá ra các vành đai Sao Mộc. Chúng cũng gửi về các bức ảnh cho phép khẳng định Vết Đỏ Lớn quay ngược với (ngược chiều kim đồng hồ) chiều quay của hành tinh. So sánh các bức ảnh người ta cũng thấy Vết Đỏ Lớn cũng thay đổi màu sắc kể từ phi vụ Pioneer, từ màu vàng cam sang màu nâu tối. Một khu vực hình vòng xuyến chứa các ion dọc theo quỹ đạo của vệ tinh Io cũng được phát hiện, các nhà thiên văn cũng quan sát thấy núi lửa đang hoạt động trên bề mặt vệ tinh này. Khi tàu không gian đi ra phía sau hành tinh, nó đã chụp được các ánh chớp tia sét trong khí quyển ở phần bán cầu tối của Sao Mộc.[25][123]
Phi vụ tiếp theo đến gần Sao Mộc, tàu quan sát Mặt Trời Ulysses, đã bay qua hành tinh (1992) nhằm dựa vào hỗ trợ hấp dẫn để bay theo quỹ đạo cực quanh Mặt Trời với mục đích nghiên cứu vùng cực Mặt Trời. Trong quá trình bay qua con tàu đã thực hiện nghiên cứu từ quyển Sao Mộc. Do Ulysses không mang theo camera, các nhà khoa học đã không thu được ảnh quang học nào. Lần bay qua thứ hai diễn ra năm 2004 ở một khoảng cách rất lớn.[121]
Năm 2000, tàu Cassini, trên hành trình đến Sao Thổ, bay qua Sao Mộc và gửi về một số bức ảnh có độ phân giải tốt nhất đối với hành tinh này từ trước đến nay. Ngày 19 tháng 12 năm 2000, tàu đã chụp ảnh vệ tinh Himalia, nhưng độ phân giải quá thấp để các nhà khoa học nhận ra được chi tiết bề mặt vệ tinh này.[124]
Tàu không gian New Horizons, trên hành trình đến Pluto, đã nhờ sự hỗ trợ hấp dẫn của Sao Mộc. Nó bay đến gần hành tinh nhất vào ngày 28 tháng 2 năm 2007.[125] Camera đã quan sát được plasma phun ra từ các núi lửa trên Io và nghiên cứu chi tiết các vệ tinh Galilei, cũng như thực hiện quan sát từ xa các vệ tinh vòng ngoài Himalia và Elara.[126] Quá trình chụp ảnh hệ Mộc Tinh bắt đầu từ 4 tháng 9 năm 2006.[127][128]
Cho tới nay chỉ có tàu Galileo là tàu quay quanh Sao Mộc, khi nó đi vào quỹ đạo quanh hành tinh ngày 7 tháng 12 năm 1995. Nó thăm dò được hơn 7 năm, thực hiện nhiều lần bay quan các vệ tinh Galilei và vệ tinh Amalthea. Con tàu cũng đã chứng kiến và gửi về các bức ảnh chụp sao chổi Shoemaker-Levy 9 khi nó đến gần Sao Mộc năm 1994, và đã cho phép các nhà khoa học có cơ hội thuận lợi để theo dõi sao chổi này. Trong phi vụ mở rộng nhằm thu thập thông tin về hệ Mộc Tinh, khả năng thiết kế của nó đã bị giới hạn bởi lỗi bung mở một ăng ten thu phát tín hiệu vô tuyến.[129]
Một thiết bị thăm dò khí quyển cũng tách ra khỏi tàu Galileo tháng 7 năm 1995, và rơi vào khí quyển hành tinh ngày 7 tháng 12. Nó rơi sâu được 150 km qua bầu khí quyển, với thời gian thu thập dữ liệu là 57,6 phút, và đã bị phá nát bởi áp suất khí quyển (lúc bị phá nát áp suất khí quyển bằng 22 lần áp suất khí quyển Trái Đất, với nhiệt độ khí quyển lúc cuối thiết bị đo được 153 °C).[130] Có thể sau đó thiết bị này bị tan chảy và bốc hơi. Tàu Galileo khi kết thúc nhiệm vụ thì các nhà khoa học đã quyết định cho nó rơi vào Sao Mộc vào ngày 21 tháng 9 năm 2003, với vận tốc trên 50 km/s, nhằm tránh bất kỳ một khả năng nào con tàu có thể rơi vào vệ tinh Europa—vệ tinh với giả thuyết có khả năng có sự sống của vi khuẩn trong lòng đại dương giả thuyết của nó.[129]
NASA hiện tại đang có một phi vụ bay tới Sao Mộc nhằm nghiên cứu chi tiết các vùng cực cũng như khí quyển hành tinh. Tàu Juno phóng lên từ tháng 8 năm 2011, và sẽ đi vào quỹ đạo cực Sao Mộc cuối năm 2016.[131] Trong tương lai, phi vụ kế hoạch đã được phê chuẩn nhằm nghiên cứu hệ Mộc Tinh do cơ quan ESA đứng đầu, phi vụ Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), với thời gian dự định phóng lên năm 2022 và tới Sao Mộc khoảng năm 2030, nghiên cứu bốn vệ tinh Galileo và đặc biệt là Europa.[132]
Bởi vì khả năng có một đại dương chất lỏng dưới bề mặt các vệ tinh Europa, Ganymede và Callisto, các nhà khoa học mong muốn có một dự án nghiên cứu chi tiết hơn những vệ tinh băng đá này. Do khó khăn về tài chính và còn nhiều dự án nghiên cứu thám hiểm không gian vũ trụ khác, vài đề xuất nghiên cứu các vệ tinh này của NASA đã phải hủy bỏ. Dự án Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) của NASA đã hủy bỏ vào năm 2005.[133] Một đề xuất hợp tác giữa NASA/ESA, gọi là EJSM/Laplace, nếu được phát triển sẽ phóng lên vào năm 2020. EJSM/Laplace gồm một tàu quỹ đạo do NASA đứng đầu Jupiter Europa Orbiter, và một tàu quỹ đạo Jupiter Ganymede Orbiter do ESA đứng đầu.[134] Tuy nhiên vào tháng 4 năm 2011, ESA đã phải chính thức kết thúc dự án do NASA bị cắt giảm ngân sách nghiên cứu phát triển do vậy buộc họ phải dừng tham gia dự án. Thay vào đó ESA đã phê chuẩn một phi vụ cấp quan trọng L1 trong chương trình Cosmic Vision, dự án JUICE và khả năng phóng lên vào năm 2022.[135]
Thực đơn
Sao_MộcLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Sao_Mộc