25 C
Ho Chi Minh City
Chủ Nhật, Tháng Chín 19, 2021

Làm thế nào để bạn tìm thấy một đại dương ngoài hành tinh? Margaret Kivelson đã tìm ra nó


LOS ANGELES – Dữ liệu giống như không có gì Margaret Kivelson và nhóm các nhà vật lý của cô từng mong đợi.

Đó là tháng 12 năm 1996, và tàu vũ trụ Galileo vừa bay qua Europa, một mặt trăng băng giá của Sao Mộc. Các bài đọc quay trở lại Trái đất cho thấy một từ trường phát ra từ mặt trăng. Europa không nên có một từ trường, nhưng nó đã ở đó – và thậm chí không chỉ đúng hướng.

Đây là một điều bất ngờ, cô nhớ lại khi nói rằng dữ liệu kỳ lạ được đưa vào.

Nó sẽ là quan trọng nhất trong một loạt các bất ngờ từ các mặt trăng của Jovian. Đối với nhóm của Tiến sĩ Kivelson, nhiệm vụ không nên thú vị như thế này.

Cô ấy và các đồng nghiệp của cô ấy đã nghĩ ra từ kế trả về dữ liệu dị thường. Công việc của công cụ này là đo từ trường cực lớn của Sao Mộc và bất kỳ biến thể nào gây ra bởi các mặt trăng của nó. Những phát hiện này có khả năng khiến các nhà vật lý không gian quan tâm, nhưng ít người khác. Nhạc cụ của Tiến sĩ Kivelson, không bao giờ được yêu cầu thay đổi quá trình thám hiểm không gian.

Và sau đó nó đã làm. Tiến sĩ Kivelson và nhóm của cô sẽ sớm chứng minh rằng họ đã phát hiện ra phần dưới đáy biển đầu tiên, đại dương nước mặn trên một thế giới xa lạ.

Tiến sĩ Kivelson, người sẽ tròn 90 tuổi trong tháng này, là giáo sư danh dự về vật lý vũ trụ tại Đại học California, Los Angeles. Trong bốn mươi năm, cô là một phần tích cực của hầu hết mọi hành trình lớn của NASA ngoài vành đai tiểu hành tinh. Cô có khiếu hài hước, và sự khiêm tốn của cô tin vào tầm quan trọng của những thành tựu khoa học của cô.

Nhóm của cô đã biến đổi cách sử dụng từ kế trong các nhiệm vụ không gian, biến chúng thành một công cụ khám phá thiết yếu. Về cơ bản, đã thiết lập nghệ thuật phát hiện đại dương, hệ mặt trời bên ngoài giờ là một khu vực nóng trong việc tìm kiếm nơi ở.

Gần đây nhất, Tiến sĩ Kivelson là một nhà điều tra đồng nghiên cứu về dụng cụ plasma cho Europa Clip, NASA Hành trình vĩ đại tiếp theo đến hệ mặt trời bên ngoài. Theo lịch trình để khởi động vào đầu năm 2022, tàu vũ trụ sẽ nghiên cứu khả năng cư trú của mặt trăng đại dương Jupiter. Công việc của cô sẽ giúp trả lời liệu cuộc sống có thể ở đó hay không bằng cách xác định độ sâu và độ mặn của đại dương và độ dày của lớp băng bên trên nó.

Nhưng câu chuyện bắt đầu với những cuộc chạm trán bất thường của Galileo, với các mặt trăng của Sao Mộc. Hóa ra Europa không thể hiểu được, hóa ra, có cách làm việc riêng.

Tiến sĩ Kivelson đã đưa ra rất nhiều ý tưởng sai lầm. Nhiều năm sau lần bay đầu tiên, tuy nhiên, họ đã tìm thấy câu trả lời của mình.

Bác sĩ Kivelson được sinh ra ở thành phố New York. Cha cô là một bác sĩ. Mẹ cô là một giáo viên. Margy, như những người bạn của cô gọi cô, đã xuất sắc trong toán học từ khi còn nhỏ.

Tôi thích nó, tôi nói. Tôi nghĩ rằng đó là một trong những môn dễ hơn và tôi biết rằng ý kiến ​​đó không phổ biến.

Cô tốt nghiệp và được nhận vào Harvard, nơi chính thức loại trừ phụ nữ, chính thức ký gửi họ vào Radcliffe College – một trường riêng biệt không có giảng viên. Các giáo sư Harvard sẽ đi ngang qua chungs để lặp lại bài giảng của họ cho phụ nữ. Phụ nữ không được mời vào các lớp học ở Harvard, cô nói.

Chính ở đó, cô đã tìm thấy vật lý, cho phép cô sử dụng toán học theo cách mà các câu trả lời phải có ý nghĩa vật lý.

(Đăng ký để nhận lời nhắc cho các sự kiện không gian và thiên văn trên lịch của bạn.)

Tôi đã có may mắn bắt đầu việc học vào thời điểm mà vật lý được coi là lĩnh vực thú vị nhất. Đây là ngay sau Thế chiến II, cô nói. Các nhà vật lý học đã cứu thế giới bằng bom nguyên tử và radar. Và đột nhiên mọi người nhận thấy rằng vật lý không chỉ là một môn học cơ bản tuyệt vời, mà nó còn hữu ích.

Vào năm thứ hai, không có lớp học riêng. Trong thế giới thần tiên của thời đại nguyên tử, các giáo sư vật lý không còn có thời gian để lặp lại bài giảng của họ. Thật là nực cười khi giảng cho 10 phụ nữ trong một giờ và sau đó tới 400 người đàn ông tiếp theo, cô nói.

Không phải là tình hình đột nhiên được cải thiện cho phụ nữ Harvard. Khi cô vào chương trình tốt nghiệp vật lý, cô thường là người phụ nữ duy nhất trong lớp.

Năm 1955, cô gia nhập Tập đoàn RAND, một công ty được thành lập để cung cấp nghiên cứu cho Bộ Quốc phòng, bao gồm cả nghiên cứu vũ khí hạt nhân. Cô được chỉ định làm việc trên một phương trình mô tả trạng thái của hydro ở áp suất tương đương với một triệu bầu khí quyển Trái đất.

Có hai nơi mà bạn gặp phải loại áp lực đó trong hydro, cô nói. Một trong số đó là trong một quả bom hydro, và cái còn lại là trung tâm của Sao Mộc.

Nền tảng về vật lý lý thuyết và chuyên môn cuối cùng về khoa học thiên thể đã đưa cô đến với U.C.L.A. vào năm 1967. Nghiên cứu RAND của cô đã biến cô thành chuyên gia địa phương về Sao Mộc, và cô sớm trở nên nổi tiếng trong ngành vật lý vũ trụ nhờ công trình lý thuyết của mình về một số ý tưởng cơ bản nhất trong lĩnh vực này.

Sau cuộc chạm trán tàu vũ trụ Voyager với sao Mộc vào năm 1979, các nhà khoa học tại hội nghị Liên minh địa vật lý Mỹ ở San Francisco đã tranh luận về cách mặt trăng Io có thể lái dòng điện triệu triệu bí ẩn giữa chính nó và sao Mộc.

Tiến sĩ Fran Bagenal, giáo sư danh dự của khoa học hành tinh tại Đại học Colorado, nhớ lại những đóng góp của Tiến sĩ Kivelson, cho cuộc tranh luận đó.

Người phụ nữ nhỏ bé, nhỏ bé này – người không chính thức trong nhóm Voyager, nhưng viết báo và suy nghĩ về vấn đề này – bước vào phòng, bước lên bục giảng, rút ​​micro xuống để có thể nghe và nói trường hợp của mình, và phá vỡ ý tưởng của mọi người trong phòng, tiến sĩ Bagenal nói về cảnh tại hội nghị.

Cuối cùng, cô ấy đã trở nên đúng đắn, bác sĩ Bagenal nói thêm. Cô không được tranh cãi. Cô ấy biết công cụ của mình.

Khi NASA công bố những gì sẽ trở thành sứ mệnh Galileo cho Sao Mộc, Tiến sĩ Kivelson đã có vị trí tốt để đề xuất một từ kế.

Tôi đã rất say mê với ngành khoa học đã có sẵn liên quan đến từ trường và môi trường hạt của Sao Mộc, cô nói.

Khi thời hạn đề xuất gần đến, cô dành hàng tuần làm việc mỗi ngày cho đến nửa đêm. Khi nhạc cụ của cô được chọn, thì rượu sâm banh xuất hiện, cô nói. Mọi người đều thực sự hồi hộp.

Galileo đã đi vào quỹ đạo quanh Sao Mộc vào năm 1995. Phát hiện lớn đầu tiên của Tiến sĩ Kivelson và nhóm của cô là một từ trường bên trong trên mặt trăng lớn nhất của sao Mộc, sao Mộc.

Tiến sĩ Carol Paty, phó giáo sư khoa học trái đất tại Đại học Oregon, cho biết không ai thực sự mong đợi một vật thể quá nhỏ và lạnh để có hóa học, nhiệt động và cấu trúc bên trong cần thiết để tạo ra từ trường của riêng mình.

Phát hiện của nó đã định hình lại sự hiểu biết khoa học về hoạt động bên trong của các cơ quan hành tinh, cô nói.

Sau đó là một loạt các cuộc chạm trán giữa Europa và Galileo.

Các nhà địa chất đã nghi ngờ rằng mặt trăng băng giá từng có một đại dương chìm dưới đáy biển, nhưng không thể nói liệu nó còn tồn tại hay đã đóng băng rắn từ lâu. Đó vẫn sẽ là một bí ẩn vì nó không dành cho dữ liệu dị thường mà từ kế Galileo nhận được.

Một cái gì đó kỳ lạ đã xảy ra, và Tiến sĩ Kivelson và nhóm nghiên cứu của cô đã tìm ra nhiều cách để giải thích nó. Điều đó khi họ nảy ra ý tưởng rằng từ trường Europa Europa đang được tạo ra bởi sao Mộc.

Đây là nguyên tắc tương tự điều khiển máy dò kim loại tại một sân bay, Tiến sĩ Krishan Khurana, nhà địa vật lý tại U.C.L.A. người là một phần của khám phá đại dương.

Khi bạn đi qua cổng, máy dò kim loại sẽ tạo ra sóng từ tần số cao. Nếu có một chìa khóa trong túi của bạn, sóng sẽ khiến một dòng điện chạy qua khóa, từ đó tạo ra một từ trường nhỏ của chính nó. Từ trường cảm ứng này là thứ kích hoạt máy dò kim loại.

Làm thế nào nó có thể hoạt động trên thang đo Jovian: Khi Europa di chuyển qua từ trường Sao Mộc, một khóa học hiện tại thông qua một dây dẫn dưới mặt đất của một loại nào đó trên mặt trăng, tạo ra một từ trường thu nhỏ được lật để chống lại trường Sao Mộc. Điều này, trong thực tế, đặt ra máy dò kim loại Galileo.

Tuy nhiên, giả thuyết không được đưa ra kết luận. Có thể Europa có từ trường nội tại kỳ quặc, riêng của nó, điều này chỉ tình cờ được định hướng ngược lại với Sao Mộc.

Bởi vì đường xích đạo từ sao Mộc (trái ngược với đường xích đạo địa lý của nó) nghiêng 10 độ, đôi khi Europa ở trên nó, và đôi khi ở dưới nó. Những gì nhóm từ kế cần là các phép đo khi Europa ở phía bên kia của độ nghiêng.

Nếu từ trường Moon moon thay đổi hướng, điều đó có nghĩa là trường được tạo ra bởi Sao Mộc – và do đó sở hữu một dây dẫn bên trong. Điều duy nhất phù hợp với dự luật sẽ là một đại dương nước mặn.

Tiến sĩ Kivelson đã đưa ra trường hợp cho dự án Galileo cho một chuyến bay của Europa theo một định hướng cụ thể – yêu cầu không nhỏ đối với một tàu vũ trụ với nguồn lực hạn chế bay vào thời gian mượn. Cô đã thắng thế, và chuyến bay vào tháng 1 năm 2000 đã tìm thấy chính xác những mô hình mà nhóm của cô đã dự đoán: bằng chứng rõ ràng về một đại dương toàn cầu.

Tiến sĩ Louise Prockter, giám đốc Viện nghiên cứu âm lịch và hành tinh ở Houston cho biết, một trong những khám phá cơ bản nhất từng có trong khoa học hành tinh. Đây là một cuộc cách mạng.

Tiến sĩ Robert Pappalardo, nhà khoa học dự án của nhiệm vụ Europa Clip đang chờ đợi của NASA cho biết phát hiện này có sự phân nhánh không chỉ đối với Europa mà còn đối với toàn bộ hệ mặt trời.

Ông thực sự đã vung con lắc về phía tính hợp lý của các đại dương trong thế giới băng giá, ông nói. Chúng tôi đã đi khá nhanh từ ‘có thể là đến gần như chắc chắn là đến ‘nơi khác?Càng Đó là một quá trình chuyển đổi khá nhanh, khi xét đến thuật ngữ world thế giới đại dương, Google đã không tồn tại trước đó. Bây giờ, nó có một lớp các đối tượng, nhờ vào công việc cơ bản của Margy.

Tiến sĩ Kivelson chưa hoàn thành việc mở khóa những bí mật của Sao Mộc.

Ngoài công việc của mình trên chiếc Europa Clip sắp ra mắt, cô còn đóng góp cho nhiệm vụ Jupiter Icy Moons Explorer của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, dự kiến ​​sẽ ra mắt vào năm 2022. Và nghiên cứu của cô tập trung vào một câu đố lâu đời trong từ trường khí khổng lồ liên quan đến hệ thống sưởi bí ẩn của plasma khi nó khuếch tán ra ngoài từ Io.

Cô vẫn làm việc trong văn phòng của mình mỗi ngày và tổ chức một bữa tối và cuộc họp hàng tuần vào tối thứ Tư tại U.C.L.A. Đối với sinh viên tốt nghiệp và giảng viên, một truyền thống cô bắt đầu 33 năm trước.

Người tham dự chia sẻ nghiên cứu hiện tại của họ và thảo luận về những tiến bộ mới nhất trong vật lý không gian. Các đánh giá về một tác phẩm khác có thể rất hấp dẫn – sắc nét và hoạt hình, nhưng không nóng bỏng hay đối kháng. Những người tham gia dành hàng giờ để phê bình các phương trình và mô hình được chiếu lên màn hình trắng. Khi bị thách thức, họ đưa đến một bảng đen, để lại một mélange phấn của số mũ, cosin và bảng chữ cái Hy Lạp.

Khi máy tính xách tay xếp trên bàn thất bại, các nhà khoa học lao đến văn phòng của họ để lấy ra những cuốn sách giáo khoa năm mươi tuổi để giành điểm này hay điểm khác. Sự hài hước chấm dứt những bất đồng, và những người tham dự chuyền sô cô la quanh bàn khi họ làm việc.

Trong một phiên gần đây, Steve Tomlinson, một sinh viên tốt nghiệp, đã phải đối mặt với câu hỏi liên tục từ chín nhà vật lý khi ông trình bày nghiên cứu về các cấu trúc trong các lần phóng đại khối mặt trời.

Tiến sĩ Kivelson đã ở trong tình trạng dày đặc, tìm kiếm câu trả lời và suy ngẫm sâu sắc hơn, những câu hỏi của cô khiến ông Tomlinson giải thích rõ hơn về công việc của mình.

Có vẻ như bạn có một bộ vấn đề rất hay ở đây, bác sĩ Kivelson nói, hài lòng với những gì cô ấy đã thấy sau một giờ tìm hiểu và sẵn sàng cho bài thuyết trình tiếp theo.



Nguồn The NewYork Times

Bài viết liên quan

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết mới nhất

Kết nối với chúng tôi

333Thành viênThích
201Người theo dõiTheo dõi

Quảng cáo