Trên Trái Đất, la bàn luôn chỉ hướng Bắc – nhưng khi mang ra ngoài không gian, nó sẽ chỉ về đâu?

La bàn, công cụ dẫn đường hàng đầu của nhân loại trên Trái Đất suốt 800 năm qua, liệu còn hữu ích khi chúng ta tiến xa hơn vào không gian? Theo các nhà khoa học, câu trả lời không hề đơn giản.

Trên Trái Đất, la bàn chỉ hướng bắc nhờ vào từ trường của hành tinh. Trái Đất tạo ra từ trường này thông qua một động cơ gọi là geodynamo, sinh ra từ các dòng điện chảy trong lõi kim loại nóng chảy. Từ trường của Trái Đất mở rộng ra ngoài khoảng 37.000 km về phía Mặt Trời và kéo dài ít nhất 370.000 km ở phía đối diện. Vùng không gian bị chi phối bởi từ trường này được gọi là từ quyển.

La bàn ngoài không gian sẽ chỉ về đâu?

Trong không gian, la bàn vẫn hoạt động, nhưng không nhất thiết chỉ về Trái Đất. Thay vào đó, nó sẽ hướng về cực bắc của từ trường mạnh nhất trong khu vực. Nếu một phi hành gia sử dụng la bàn trong từ quyển của Trái Đất, nó có thể tiếp tục phát hiện từ trường hành tinh và chỉ đúng hướng. Tuy nhiên, ở ngoài từ quyển, các yếu tố khác sẽ chi phối hướng của la bàn.

Ví dụ, từ quyển của Sao Mộc là lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, rộng tới 21 triệu km, và có khả năng làm lệch hướng la bàn của bạn. Từ trường này được tạo ra bởi lõi hydro kim loại của hành tinh và đang được tàu vũ trụ Juno nghiên cứu.

Khi đi sâu vào không gian giữa các hành tinh, la bàn sẽ bị ảnh hưởng bởi heliosphere – từ quyển của Mặt Trời. Heliosphere mở rộng gấp ba lần khoảng cách từ Mặt Trời tới Sao Diêm Vương và mang theo từ trường yếu do gió Mặt Trời tạo ra. Tuy nhiên, từ trường của Mặt Trời rất phức tạp, liên tục thay đổi và thậm chí đảo cực theo chu kỳ hoạt động của ngôi sao này, khiến việc sử dụng la bàn trở nên không khả thi.

Một số hành tinh, như Sao Hỏa và Mặt Trăng, từng có từ trường mạnh do geodynamo, nhưng đã mất dần khi lõi nguội đi. Dù vậy, lớp vỏ của chúng vẫn giữ lại dấu vết của từ trường cổ đại, gọi là từ trường vỏ. Một phi hành gia trên Sao Hỏa hoặc Mặt Trăng có thể phát hiện từ trường này, nhưng nó quá yếu để định hướng chính xác.

Dù không hữu dụng cho việc định hướng trong không gian, la bàn vẫn có giá trị khoa học. Các thiết bị đo từ trường cực nhạy, gọi là magnetometers, được NASA sử dụng để nghiên cứu tương tác plasma và dấu hiệu từ trường cổ đại trên các hành tinh.

Như Jared Espley, nhà khoa học tại Trung tâm Vũ trụ Goddard của NASA, nhận định: "Đo từ trường là chìa khóa để hiểu những gì đang diễn ra bên trong một hành tinh."