Bí ẩn vũ trụ: Phải chăng tất cả các hành tinh đều có từ trường?

Một trong những đặc điểm nổi bật của Trái Đất là từ trường

Từ trường tạo thành lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi các hạt năng lượng cao do Mặt Trời phóng ra, nhờ đó sự sống trên hành tinh chúng ta có một nơi trú ngụ an toàn để phát triển thành hệ thống sinh vật phức tạp như ngày nay.

Biểu hiện rõ ràng nhất của từ trường trên Trái Đất chính là cực quang, hay chính là những bức màn ánh sáng đầy màu sắc nhảy múa gần cực bắc và cực nam trong những thời gian Mặt Trời hoạt động mạnh. Một biểu hiện nữa là kim của la bàn luôn chỉ về hướng Bắc dù cho bạn cầm chiếc la bàn đứng ở bất kỳ đâu trên Trái Đất.

Nhưng còn các hành tinh khác thì sao? Làm thế nào để chúng ta biết các hành tinh khác hay vật thể khác trong Hệ Mặt Trời cũng có từ trường hay không?

Các nhà khoa học cho biết hai hành tinh khí khổng lồ là sao Mộc và sao Thổ cùng hai hành tinh băng khổng lồ là sao Thiên Vương và sao Hải Vương có từ trường rất mạnh, còn với Mặt Trăng và các hành tinh khác thì phức tạp hơn một chút.

Theo nhà khoa học hành tinh Joseph G. O'Rourke ở Trường đại học bang Arizona, Mỹ, ngày nay Trái Đất, sao Thủy và mặt trăng Ganymede của sao Mộc đều có từ trường. Sao Hỏa và Mặt Trăng có lớp vỏ đá cũ bảo tồn những tàn tích của từ trường đã từng tồn tại trong giai đoạn các thiên thể này mới hình thành.

Trường hợp khác biệt là sao Kim, nó không có từ trường nội tại, và chúng ta chưa đưa được thiết bị đến đủ gần để kiểm tra xem lớp vỏ của nó có từ tính hay không.

Để từ trường tồn tại trên một hành tinh hay một mặt trăng thì bên trong thiên thể đó phải có một khối lượng lớn chất lỏng dẫn điện luôn chuyển động. Khi vật liệu này ngừng chuyển động hoặc khi chênh lệch nhiệt độ giữa sự nóng lên và việc nguội đi của vật liệu không đủ lớn để thúc đẩy sự đối lưu của chất lỏng bên trong thiên thể đó thì từ trường mất đi.

Cách tốt nhất để xác định xem một thiên thể trong Hệ Mặt Trời có từ trường hay không là có một con tàu vũ trụ bay đến gần thiên thể đó và đo cường độ từ trường bằng một từ kế. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã từng phát hiện ra từ trường của sao Mộc từ những năm 1950 bằng cách thu thập phản xạ radio phát ra từ cực quang của hành tinh này.

Có ngoại hành tinh nào có từ trường hay không?

Khi nói đến các ngoại hành tinh, tức là những hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời, các nhà khoa học vẫn chưa phát hiện ra từ trường ở những nơi này. Tuy nhiên, theo nhà khoa học hành tinh O'Rourke, có thể là vì chúng ta chưa tìm hiểu ở phạm vi rộng.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra cực quang trong các ngôi sao nhỏ được gọi là sao lùn nâu và sao lùn M khối lượng thấp. Có thể trong tương lai, với các thiết bị thế hệ tiếp theo tiên tiến hơn, chúng ta sẽ phát hiện được từ trường ở các ngoại hành tinh theo cách chúng ta phát hiện từ trường sao Mộc.

Các nhà khoa học hành tinh đang tìm hiểu xem liệu từ trường có bảo vệ toàn bộ bầu khí quyển của một hành tinh hay không. Một mặt, từ trường có thể che chắn khí quyển khỏi gió sao, đặc biệt là ở vùng gần xích đạo nhiễm từ. Mặt khác, từ trường có thể truyền qua các hạt tích điện đến các vùng cực và một số cơ chế góp phần vào thoát ly khí quyển không bị ảnh hưởng mạnh bởi từ trường.

"Trái Đất đã giữ được cả từ trường và cả bề mặt có thể làm nơi sinh sống cho các sinh vật trong hàng tỷ năm. Sao Hỏa đã mất phần lớn nước của nó vào không gian khi từ trường của nó mất đi. Sao Kim không có từ trường. Trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, từ tính có tương quan với khả năng đảm bảo sự sống. Tuy nhiên, mối tương quan này không phải là quan hệ nhân quả", nhà khoa học hành tinh O'Rourke nói.

Chừng nào chúng ta thu thập được nhiều mẫu vật hơn về các ngoại hành tinh thông qua quan sát bằng kính viễn vọng không gian James Webb thì các nhà khoa học sẽ biết được mối liên hệ giữa từ trường và khả năng tồn tại sự sống của các hành tinh. Cực quang có thể là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thấy chúng ta nên quan sát kỹ hơn những thiên thể này để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống.