Sao Mộc là một hành tinh khí, vậy nếu một người đứng trên bề mặt Sao Mộc, liệu có bị rơi thẳng vào lõi không?

Mặc dù sao Mộc là một hành tinh khí nhưng không có nghĩa là nó không có lõi cứng, lõi của nó chủ yếu gồm sắt và silic, thể tích của lõi này bằng khoảng 2 đến 3 lần kích thước lõi của Trái Đất.

Do mật độ cực cao, khối lượng của lõi Sao Mộc cũng gấp khoảng 10 đến 15 lần so với lõi của Trái Đất. Bởi vậy, nếu bạn có mũi khoan cứng gấp nhiều lần kim cương cũng không thể chui vào lõi của Sao Mộc.

Vậy nếu đứng trên bề mặt Sao Mộc, bạn có thể bị rơi xuống lõi không? Điều này dường như là không thể, trước hết lõi của Sao Mộc không có ranh giới rõ ràng, từ lõi đất đi ra ngoài là một quá trình loãng dần. Lõi trên cùng bao gồm các hạt đá và hydro hỗn hợp, dần dần chuyển sang lớp bao quanh là hydro kim loại lỏng, sau đó có hydro lỏng ở trên cùng.

Áp suất chuyển pha của hydro lỏng này là khoảng 2 triệu atm và nhiệt độ chuyển pha là khoảng 10.000K; và khi nhiệt độ ranh giới lõi là khoảng 36.000K, áp suất bên trong có thể đạt tới 3.000 ~ 4.000GPa, tức là 30 triệu đến 40 triệu atm.

Hydro lỏng chuyển thành hydro dạng khí, đó là bầu khí quyển của Sao Mộc. Các nhà khoa học coi nơi có áp suất khí quyển là 1 bar, tức là độ sâu khoảng 1 bầu khí quyển của Trái Đất là bề mặt của Sao Mộc, và độ dày từ lớp trên cùng đến đây là khoảng 5.000 km. Các thành phần chính của khí quyển phía trên là 88-92% hydro và khoảng 7-11% heli, và 1% còn lại bao gồm metan, hơi nước, amoniac, hợp chất silicon, carbon, etan, hydro sulfua, neon, oxy, phosphine, chứa đầy các chất vi lượng như lưu huỳnh.

Bầu khí quyển của Sao Mộc được chia thành bốn lớp, cụ thể là tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng nhiệt và tầng ngoài. Nhiệt độ của khí quyển ở tầng ngoài cùng là khoảng 165K (-108 độ C), dần dần đi vào trong là quá trình tăng nhiệt độ, hạ nhiệt rồi lại tăng lên, khi đến tầng nóng lên, nhiệt độ có thể đạt tới 1.000K, và khi nó đi xuống tầng bình lưu, nhiệt độ giảm xuống 200 K. Càng đi xuống, áp suất và nhiệt độ càng ngày càng cao, cho đến khi pha hydro chuyển thành hydro lỏng, và nhiệt độ cao tới 10.000 K.

Bầu khí quyển của Sao Mộc đầy gió và mây, tốc độ tối đa của bão lên tới 150 mét/giây, trong khi tốc độ của bão cấp 17 trên Trái Đất chỉ khoảng 60 mét/giây. Vết Đỏ Lớn của Sao Mộc là một cơn bão khổng lồ đã tồn tại hàng trăm năm. Vì từ trường của sao Mộc mạnh gấp 14 lần so với Trái Đất nên sấm sét do nó gây ra mạnh gấp 10.000 lần so với Trái Đất, có thể xé toạc và phá hủy hầu hết mọi thứ.

Đây là một phần của môi trường Sao Mộc mà con người có thể hiểu được. Kiến thức này không dựa trên trí tưởng tượng. Nó được các nhà khoa học thu được sau nhiều thập kỷ mô hình hóa khoa học dựa trên vô số dữ liệu và hình ảnh thu thập được sau nhiều lần quan sát và thăm dò.

Trong một môi trường như vậy, làm sao một người có thể đứng trên Sao Mộc, và làm sao anh ta có thể rơi vào lõi của nó? Chúng ta có thể tưởng tượng rằng nếu một con tàu vũ trụ gửi một người đến Sao Mộc và để anh ta mặc một bộ đồ vũ trụ ra khỏi cabin để rơi tự do vào Sao Mộc, quá trình anh ta có thể trải qua như sau:

Nếu bộ đồ du hành vũ trụ có thể chịu được thử thách của áp suất và nhiệt độ cao, thì về mặt lý thuyết, anh ta có thể rơi xuống tận độ sâu 5.000 km. Nhưng trong quá trình này, gia tốc sẽ càng lúc càng nhanh, nhiệt độ ma sát với bầu khí quyển của Sao Mộc cũng ngày càng cao, chưa nói đến con người, ngay cả sắt thép cũng không chịu nổi, nên trong quá trình rơi xuống này, cơ thể của anh ta sẽ bị chia cắt thành từng khúc và đốt cháy.

Nếu vẫn còn một chút tàn dư của quá trình phân tách và đốt cháy này có thể đến tầng đối lưu, nó sẽ lại bị bão và sét tàn phá, sau đó hoàn toàn hòa nhập vào bầu khí quyển của Sao Mộc, và cuối cùng hòa nhập vào hydro lỏng dưới áp suất và nhiệt độ ngày càng tăng mà không để lại một dấu vết nào.

Galileo, tàu thăm dò do NASA phóng, đã hoàn thành sứ mệnh thăm dò Sao Mộc ngoài mong đợi, vào sáng sớm ngày 22 tháng 9 năm 2003, nó đâm sầm vào hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời theo đúng kế hoạch. Trong sứ mệnh thám hiểm đơn độc kéo dài 8 năm, 1.500 đại diện từ mọi tầng lớp xã hội có liên quan đến Galileo đã tập trung tại Phòng thí nghiệm phản lực của NASA để kết thúc nó.

Tàu thăm dò Galileo nặng khoảng 345 kg, tấm chắn nhiệt dày chiếm 200 kg, khi rơi vào bầu khí quyển của Sao Mộc với tốc độ 170.000 km/h, tức là 47 km/giây, nó đã phải trải qua gia tốc cực lớn với nhiệt độ tăng nhanh lên 10.000 độ C. Dưới tác động của nhiệt độ cao và áp suất cao này, nó bị phân tách và đốt cháy trong vài phút, biến mất không dấu vết và trở thành nguyên tố vi lượng trong bầu khí quyển dày đặc và hydro lỏng của Sao Mộc.

Nguồn: Earthlymission; Nature; NASA