Tín hiệu “huýt sáo” bí ẩn trong khí quyển sao Hỏa
Khi bay quanh sao Hỏa, tàu MAVEN đã ghi lại một tín hiệu điện từ bất thường trùng khớp với dạng sóng vô tuyến gọi là “whistler”. Đây là loại tín hiệu thường xuất hiện khi sét phát ra bức xạ điện từ và truyền qua tầng điện ly của một hành tinh.
Phát hiện này cho thấy những quy luật vật lý tạo nên tín hiệu sét trên Trái Đất cũng có thể xảy ra trên sao Hỏa. Sóng whistler hình thành khi bức xạ từ tia sét lan truyền dọc theo các đường sức từ, khiến tín hiệu vô tuyến bị kéo dài theo thời gian và khi chuyển thành âm thanh sẽ giống như tiếng huýt sáo kéo dài.
Trên Trái Đất, sét thường xuất hiện trong các đám mây chứa nhiều hơi nước. Trong khi đó, khí quyển sao Hỏa rất khô và hiếm nước. Tuy nhiên, hiện tượng phóng điện vẫn có thể xảy ra trong những cơn bão bụi, khi các hạt cát va chạm và tích điện mạnh.
Vai trò của từ trường cục bộ trên sao Hỏa
Một điểm đặc biệt là sao Hỏa không có từ trường toàn cầu như Trái Đất. Điều này từng khiến nhiều nhà khoa học nghi ngờ khả năng hình thành và lan truyền của sóng whistler.
Tuy nhiên, hành tinh này vẫn tồn tại những vùng từ trường cục bộ trong lớp vỏ, được tạo ra từ các khoáng chất bị nhiễm từ. Đây được xem là “dấu tích hóa thạch” của từ trường cổ đại từng tồn tại trên sao Hỏa.
Nhóm nghiên cứu do nhà vật lý khí quyển František Němec thuộc Đại học Charles (Cộng hòa Séc) dẫn đầu đã phân tích hơn 108.000 bản ghi sóng plasma từ tàu MAVEN và phát hiện một tín hiệu whistler duy nhất.
Tín hiệu này được ghi nhận ở độ cao khoảng 349 km trên vùng phía ban đêm của sao Hỏa, nơi tầng điện ly ít bị nén bởi bức xạ Mặt Trời. Điều kiện này cho phép sóng plasma lan truyền dễ dàng hơn.
Tín hiệu kéo dài khoảng 0,4 giây, tần số giảm dần theo thời gian và mạnh hơn khoảng 10 lần so với mức nhiễu nền. Khi mô phỏng từ trường và mật độ plasma tại khu vực đó, các nhà khoa học nhận thấy kết quả gần như trùng khớp với dự đoán về tín hiệu sét.
Manh mối mới trong nghiên cứu sự sống ngoài Trái Đất
Dù tín hiệu đo được yếu hơn so với các tín hiệu sét trên Trái Đất, khi tính đến mức suy giảm trong quá trình truyền, năng lượng tại nguồn được ước tính tương đương với một tia sét mạnh.
Phát hiện này cũng giải thích vì sao hiện tượng tương tự hiếm khi được ghi nhận. Để sóng whistler xuất hiện, cần hội tụ nhiều điều kiện đặc biệt như vị trí ban đêm, từ trường gần như thẳng đứng và tầng điện ly đủ yếu để sóng plasma lan truyền.
Các nhà khoa học cho rằng chỉ dưới 1% dữ liệu sóng được ghi nhận ở những vùng có điều kiện từ trường phù hợp, vì vậy sét trên sao Hỏa có thể xảy ra nhiều hơn so với những gì con người quan sát được.
Phát hiện này còn gợi mở một hướng nghiên cứu mới. Trong nhiều thí nghiệm mô phỏng nguồn gốc sự sống, các tia phóng điện giống sét có thể tạo ra các phân tử hữu cơ quan trọng. Điều đó đồng nghĩa nếu hiện tượng tương tự từng xảy ra trên sao Hỏa, nó có thể đã góp phần tạo nên những phản ứng hóa học tiền sinh học trên hành tinh này.
