Thật đáng ngạc nhiên, các vành đai sao Thổ lại rất trẻ và ít tuổi hơn chính hành tinh khí khổng lồ này.

Vành đai sao Thổ luôn gây tò mò cho các nhà khoa học kể từ khi nhà thiên văn học Galileo Galilei phát hiện ra chúng vào năm 1610. Mối quan tâm này càng tăng lên trong thế kỷ 19 khi người ta phát hiện các vành đai không có cấu trúc đặc mà được kết hợp từ rất nhiều hạt nhỏ, quay độc lập quanh Sao Thổ.

Hiện giờ, các nhà khoa học biết rằng có 7 vành đai xung quanh sao Thổ, trải dài cách bề mặt hành tinh 282.000km. Chúng được tạo thành từ những khối băng nhiều kích cỡ, đa phần không to hơn một tảng đá trên Trái đất.

Điểm mà chúng ta chưa rõ là những vành đai này được sinh ra khi nào. Một trong những lý thuyết phổ biến vào thế kỷ 20 là chúng được hình thành khi sao Thổ ra đời cách đây khoảng 4,5 tỉ năm. Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng giả thuyết này có vấn đề vì các vành đai của sao Thổ không hề có vật chất đá mà 98% là băng từ nước. Các vành đai không thể "sạch" tới vậy được nếu đã tồn tại chừng ấy năm.

Một nhóm nghiên cứu của Đại học Boulder, Mỹ, đã đưa ra ước tính mới về thời điểm vành đai sao Thổ hình thành bằng cách tìm hiểu quá trình tích tụ bụi quanh hành tinh này.

Hình ảnh sao Thổ được Kính viễn vọng không gian Hubble của NASA chụp rõ hệ thống vành đai năm 2019. Ảnh: NASA
Hình ảnh sao Thổ được Kính viễn vọng không gian Hubble của NASA chụp rõ hệ thống vành đai năm 2019. Ảnh: NASA

Để đi đến ước tính mới về độ tuổi của hệ thống vành đai sao Thổ, các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu xem lớp bụi này tích tụ trong bao lâu ở vành đai sao Thổ, giống như chúng ta quệt ngón tay lên bề mặt trong nhà để xem nó đã bám bụi bao lâu vậy.

Kết quả cho biết hệ thống vành đai nổi tiếng và ấn tượng nhất hệ Mặt trời này chưa đến 400 triệu năm tuổi. Trong khi đó, bản thân sao Thổ được hình thành cách đây khoảng 4,5 tỉ năm, cùng thời điểm với các hành tinh khác.

Để có kết quả này, các nhà khoa học đã phân tích số liệu thu thập trong vòng 13 năm. Từ năm 2004 đến 2017, 163 hạt bụi quanh sao Thổ đã được thu gom bằng Máy phân tích bụi vũ trụ, một công cụ “múc” hình xô trên tàu vũ trụ Cassini của NASA, nay đã dừng hoạt động.

Các nhà nghiên cứu ước tính vành đai sao Thổ tích tụ chưa đến gần 11gr bụi trên 1m2 mỗi năm.

Điều này cho thấy so với sao Thổ thì các vành đai của nó là một hiện tượng tương đối mới, và chúng có thể biến mất rất nhanh. Trọng lực của sao Thổ đang kéo các vành đai này xuống, và các nhà thiên văn học không chắc là chúng sẽ còn tồn tại trong bao lâu nữa.

Việc tìm ra tuổi của các vành đai sao Thổ chưa hoàn toàn giải thích được nguồn gốc và cách chúng hình thành. Và nếu các vành đai có tuổi đời ngắn, thì vì sao hiện nay ta lại có thể trông thấy chúng? Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu để trả lời những câu hỏi này.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances.