Tìm hiểu về Hệ Mặt trời: Lịch sử hình thành, cấu tạo và những bí mật được ẩn giấu bên trong Thái Dương Hệ

Giới thiệu Hệ Mặt Trời

Hệ Mặt Trời của chúng ta là một nơi rộng lớn, với rất nhiều không gian trống rỗng giữa các hành tinh. Nhưng có những sao chổi, tiểu hành tinh và nhiều vật thể đá, vật thể đông lạnh (kể cả các hành tinh lùn) chưa được phát hiện trong Vành đai Kuiper và Đám mây Oort.

Hệ Mặt Trời được tạo thành từ Mặt Trời và mọi thứ quay xung quanh nó, bao gồm các hành tinh, mặt trăng, tiểu hành tinh, sao chổi và các thiên thạch. Nó kéo dài từ Mặt Trời, được gọi là Sol bởi những người La Mã cổ đại, và đi qua bốn hành tinh bên trong, qua Vành đai tiểu hành tinh đến bốn gã khổng lồ khí và trên Vành đai Kuiper hình đĩa và vượt xa vùng đệm heliopause.

Các nhà khoa học ước tính rằng các cạnh của hệ Mặt Trời là khoảng 9 tỉ dặm (15 tỷ km) tính từ Mặt Trời. Vượt qua vùng đệm heliopause là đám mây khổng lồ hình cầu, được cho là bao quanh hệ Mặt Trời.

Hệ Mặt trời có bao nhiêu hành tinh?

Có 8 hành tinh trong Hệ Mặt trời: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên VươngSao Hải Vương. Trong đó, 4 hành tinh vùng trong Hệ Mặt trời gồm Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa là các hành tinh đất đá; Sao Mộc và Sao Thổ là những hành tinh khí (có thành phần chủ yếu là hydro và heli), Thiên vương tinh và Hải vương tinh là những hành tinh băng (chứa chủ yếu các nguyên tố nặng hơn hydro và heli).

Nằm ngoài rìa, Sao Diêm Vương là một hành tinh lùn, được phân loại là một trong những hành tinh thuộc Hệ Mặt trời khi lần đầu tiên được phát hiện bởi Clyde Tombaugh. Tuy nhiên, giờ đây nó được coi là một trong những thiên thể lớn nhất được biết của Vành đai Kuiper – một khu vực chứa đầy các thiên thể băng giá rìa ngoài của Hệ Mặt trời.

Khi định nghĩa mới về hành tinh được đưa ra vào năm 2006, Sao Diêm Vương đã chính thức bị đưa ra khỏi danh mục này, và được liệt kê là hành tinh lùn.

Tại sao Diêm Vương tinh không thuộc Hệ Mặt trời?

Để trả lời cho câu hỏi này, các bạn cần biết rằng, về bản chất Diêm Vương tinh vẫn nằm trong Hệ Mặt trời, chính xác là ở Vành đai Kuiper. Tuy nhiên, vì khái niệm hành tinh mới được đưa ra vào năm 2016, sao Diêm Vương không còn được liệt kê là một hành tinh nữa, thay vào đó, nó là một hành tinh lùn.

Các khám phá

Trong hàng thiên niên kỷ, các nhà thiên văn học đã theo dõi những điểm sáng dường như di chuyển giữa các vì sao. Người Hy Lạp cổ đại đặt tên cho chúng là các hành tinh, có nghĩa là “những kẻ lang thang”. Sao Thuỷ, sao Kim, sao Hỏa, sao Mộc và sao Thổ đã được biết đến trong thời cổ đại, và phát minh ra kính viễn vọng đã giúp ta tìm ra thêm vành đai tiểu hành tinh, sao Thiên Vương, sao Hải Vương, sao Diêm Vương và nhiều mặt trăng của các hành tinh này.

Buổi đầu của thời đại không gian đã chứng kiến ​​hàng chục đầu dò được khai trương để khám phá hệ Mặt Trời của chúng ta, một cuộc phiêu lưu tiếp tục cho đến ngày hôm nay. Chỉ có một phi thuyền cho đến nay, Voyager 1, đã vượt qua ngưỡng vào không gian, giữa các vì sao. Việc phát hiện ra Eris đã khởi đầu một phát hiện mới về những phát hiện mới của các hành tinh lùn, và cuối cùng dẫn đến Liên minh Thiên văn Quốc tế sửa đổi định nghĩa về một “hành tinh”.

Bản sửa đổi đã thay đổi trạng thái của sao Diêm Vương từ hành tinh sang hành tinh lùn năm 2006, một quyết định vẫn còn gây tranh cãi – đặc biệt là sau khi tàu vũ trụ New Horizons tìm thấy sự đa dạng về địa chất rộng lớn trên thế giới vào năm 2015. Các nhà thiên văn học đang săn tìm hành tinh khác trong hệ Mặt Trời của chúng ta, một hành tinh thứ chín thực sự, sau khi bằng chứng về sự tồn tại của nó được công bố vào ngày 20/1/2016. Cái gọi là “Hành tinh Chín” nặng khoảng 10 lần khối lượng của Trái Đất và gấp 5.000 lần khối lượng của sao Diêm Vương.

Sự hình thành Hệ Mặt Trời

Nhiều nhà khoa học cho rằng hệ Mặt Trời của chúng ta hình thành từ một đám mây khí và bụi khổng lồ được gọi là tinh vân Mặt Trời. Khi tinh vân sụp đổ vì trọng lực của nó, nó quay nhanh hơn và dẹt thành một đĩa. Hầu hết vật liệu được kéo về phía trung tâm để tạo thành mặt trời. Các hạt khác trong đĩa va chạm và dính với nhau để tạo thành các vật thể có kích thước tiểu hành tinh có tên là vi thể hành tinh, một số trong đó kết hợp để trở thành các tiểu hành tinh, sao chổi, mặt trăng và các hành tinh.

Gió Mặt Trời từ Mặt Trời mạnh đến nỗi nó cuốn trôi hầu hết các nguyên tố nhẹ hơn, chẳng hạn như hydro và heli, từ các hành tinh trong cùng, để lại hầu hết các thế giới đá nhỏ. Tuy nhiên, gió Mặt Trời yếu hơn nhiều ở các khu vực bên ngoài, kết quả là những người khổng lồ khí tạo thành chủ yếu từ hydro và heli.

Mặt trời

Tìm hiểu về Hệ Mặt trời: Lịch sử hình thành, cấu tạo và những bí mật được ẩn giấu bên trong Thái Dương Hệ

Mặt trời là đối tượng lớn nhất trong hệ Mặt Trời của chúng ta, chứa 99,86% khối lượng của hệ Mặt Trời. Nó phát ra hầu hết nhiệt và ánh sáng, mang lại sự sống cho Trái đất và có thể ở nơi khác. Hành tinh quay quanh Mặt Trời trong các đường hình bầu dục được gọi là hình elip. NASA có một đội tàu vũ trụ quan sát Mặt Trời để tìm hiểu thêm về thành phần của nó, và đưa ra những dự đoán tốt hơn về hoạt động Mặt Trời và ảnh hưởng của nó trên Trái Đất.

Bên trong Hệ Mặt Trời

Bốn hành tinh bên trong – sao Thủy, sao Kim, Trái Đất, sao Hỏa – được tạo thành chủ yếu là sắt và đá. Chúng được gọi là hành tinh đất đá vì kích thước và thành phần tương tự của chúng. Trái Đất có một vệ tinh tự nhiên – Mặt Trăng – và sao Hỏa có hai mặt trăng – DeimosPhobos. Giữa sao Hỏa và sao Mộc là vành đai tiểu hành tinh. Tiểu hành tinh là các hành tinh nhỏ, và các nhà khoa học ước tính có hơn 750.000 trong số chúng với đường kính lớn hơn 3/5 dặm (1 km) và hàng triệu tiểu hành tinh nhỏ hơn. Hành tinh lùn Ceres, khoảng 590 dặm (950 km) đường kính, cư trú ở đây.

Một số tiểu hành tinh có quỹ đạo đưa chúng đến gần hơn với hệ Mặt Trời đôi khi dẫn chúng va chạm với Trái Đất hoặc các hành tinh bên trong khác. Trái đất được bao quanh bởi một đội tàu vũ trụ, và sao Hỏa cũng đã được nhiều tàu vũ trụ ghé thăm. Một số nhiệm vụ nổi bật hơn của sao Hỏa bao gồm Curiosity, Opportunity and Spirit, Orbonna trinh sát sao Hỏa (có hình ảnh có độ phân giải cao từ quỹ đạo), Roversvà Viking landers. Sao Kim đã được khám phá bởi tàu vũ trụ Mỹ, châu  Âu và Liên Xô trong nhiều thập kỷ. Sao Thủy đã được tổ chức cho một số chuyến bay ngắn hạn và nhiệm vụ dài hạn: MESSENGER (nay đã hoàn thành) và BepiColombo (dự kiến ​​sẽ ra mắt vào năm 2018).

Bên ngoài hệ Mặt Trời

Tìm hiểu về Hệ Mặt trời: Lịch sử hình thành, cấu tạo và những bí mật được ẩn giấu bên trong Thái Dương Hệ

Các hành tinh bên ngoài – Sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương và Hải Vương – là những hành tinh khổng lồ với các lớp khí dày bên ngoài. Giữa các hành tinh, chúng có hàng chục mặt trăng với một loạt các tác phẩm, từ đá để đóng băng ngay cả núi lửa (ví dụ như trong trường hợp của “Io” của sao Mộc). Gần như tất cả khối lượng của các hành tinh được tạo thành hydro và heli. Bên dưới những lớp bên ngoài này, không có bề mặt cứng – áp suất từ ​​bầu khí quyển dày hóa lỏng bên trong, mặc dù chúng có thể có lõi đá. Các vòng bụi, đá và băng bao quanh tất cả những gã khổng lồ này, với sao Thổ là nổi tiếng nhất.

Sao chổi thường được gọi là quả cầu tuyết bẩn, và chủ yếu bao gồm đá cứng và đá nước. Khi quỹ đạo của sao chổi đưa nó gần Mặt Trời, một số băng trong hạt nhân trung tâm của nó biến thành khí bắn ra từ phía ánh nắng Mặt Trời của sao chổi, mà gió Mặt Trời thổi ra ngoài để tạo thành một cái đuôi dài. Những sao chổi ngắn hạn hoàn thành quỹ đạo của chúng trong vòng chưa đầy 200 năm được cho là có nguồn gốc từ vành đai Kuiper hình đĩa, trong khi sao chổi dài hơn 200 năm trở lại được cho là đến từ đám mây hình cầu.

Sao Mộc và sao Thổ đã từng được một số tàu vũ trụ ghé thăm, và cũng là nơi lưu trữ các nhiệm vụ dài hạn bao gồm Juno và Galileo tại sao Mộc, và Cassini tại sao Thổ. Sao Thiên Vương và sao Hải Vương, tuy nhiên, chỉ được nhìn thấy trong một chuyến bay tàu vũ trụ – của Voyager 2 trong những năm 1980. Một số nhà khoa học đang nghiên cứu tạo ra một tàu bay để đến đó vào những năm 2030. Các nhà khoa học cũng quan sát từ mặt đất, để theo dõi những thay đổi lâu dài về thời tiết và đám mây trong những người khổng lồ khí.

Thiên thể bên ngoài sao Hải Vương

Các nhà thiên văn học từ lâu đã nghi ngờ rằng một khu vực băng giá được gọi là Vành đai Kuiper tồn tại bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương kéo dài khoảng 30 đến 55 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, và từ thập kỷ cuối cùng của thế kỷ 20 đến nay, đã tìm thấy hơn một ngàn vật thể như vậy. Các nhà khoa học ước tính vành đai Kuiper có khả năng là quê hương của hàng trăm ngàn vật thể băng giá lớn hơn 60 dặm (100 km) chiều rộng, cũng như của nhiều sao chổi khác .

Sao Diêm Vương, bây giờ được coi là một hành tinh lùn, “sống” trong vành đai Kuiper. Ngoài ra còn có những hành tinh lùn khác cư ngụ tại đây như Makemake, HaumeaEris. Một vật thể khác của Kuiper Belt được gọi là Quaoar có lẽ đủ lớn để được coi là một hành tinh lùn, nhưng nó vẫn chưa được phân loại như vậy. Sedna, có kích thước khoảng 3/4 kích thước của sao Diêm Vương, là hành tinh lùn đầu tiên được phát hiện trong đám mây Oort.

Sứ mệnh New Horizons của NASA thực hiện chuyến bay đầu tiên trong lịch sử của hệ thống sao Diêm Vương vào ngày 14/7/2015 và tiếp tục khám phá Vành đai Kuiper. New Horizons sẽ bay theo đối tượng 2014 MU69 vào ngày 1/1/2019. (trước đây được chỉ định là PT1 và 1110113Y, và biệt danh Ultima Thule được đặt bởi nhóm New Horizons, là một đối tượng xuyên sao Hải Vương từ vành đai Kuiper nằm ở vùng ngoài cùng của Hệ Mặt trời. Nó được phát hiện bởi các nhà thiên văn học qua sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble vào ngày 26/6/2014.)

Nếu hành tinh thứ 9 tồn tại, nó quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách xa hơn 20 lần so với quỹ đạo của sao Hải Vương. Quỹ đạo của sao Hải Vương là 2,7 tỷ dặm từ Mặt Trời vào thời điểm gần nhất của nó. Còn với Trái Đất là 600 lần. Các nhà khoa học đã không thực sự nhìn thấy hành tinh thứ 9 trực tiếp, và một số nhà thiên văn tranh luận về sự tồn tại của nó, được suy ra bởi các hiệu ứng hấp dẫn của nó trên các vật thể khác trong Vành đai Kuiper.

Qua vành đai Kuiper là cực của hệ Mặt Trời, 1 không gian rộng lớn, vùng đệm heliosphere rộng lớn chứa các hạt tích điện do ánh Mặt Trời phát ra. Nhiều nhà thiên văn học cho rằng giới hạn của “nhật quyển” (heliopause), là khoảng 9 tỉ dặm (15 tỷ km) từ Mặt Trời. Đám mây Oort cũng nằm ở vị trí qua vành đai Kuiper, và về mặt lý thuyết kéo dài từ 5 đến 100.000 đơn vị thiên văn (AU) tương đương khoảng cách giữa Mặt Trời và Trái Đất (khoảng 93.000.000 dặm hay 150 triệu km), và là nơi có đến 2 nghìn tỷ vật thể băng giá , theo NASA.

Có bao nhiêu Hệ Mặt trời trên vũ trụ?

Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã tìm thấy hơn 500 Hệ Mặt trời và con số này đang tăng lên hằng năm. Dựa vào số lượng đã tìm thấy trong khu vực Dải Ngân hà của chúng ta, các nhà khoa học ước tính rằng có thể có hàng chục tỷ Hệ Mặt trời trong thiên hà của chúng ta, thậm chí có thể lên tới 100 tỷ.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở công tỷ, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu!

Related Articles

Back to top button