Tìm hiểu về Sao Diêm Vương: hành tinh cổ, băng giá và bí mật về Diêm Vương Tinh

Giới thiệu về Sao Diêm Vương

Đường kính2,372 km
Khối lượng1,31 × 10^22kg (bằng 0,17 Mặt trăng)
Bán trục lớn5.874.000.000 km (39,26 AU)
Chu kỳ quỹ đạo248 năm
Nhiệt độ bề mặt-229 ° C
Vệ tinh tự nhiên5 (Charon là vệ tinh lớn nhất)
Ngày được phát hiện18 tháng 2 năm 1930
Được phát hiện bởiClyde W. Tombaugh

Sao Diêm Vương, từng được coi là hành tinh thứ chín và xa nhất kể từ Mặt Trời và hiện là hành tinh lùn lớn nhất được biết đến trong hệ Mặt Trời. Nó cũng là một trong những thành viên lớn nhất được biết đến của vành đai Kuiper, một vùng tối bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương mà được lấp đầy bởi hàng trăm ngàn vật chất dạng đá băng. Mỗi viên trung bình lớn hơn 62 dặm (100 km), cùng với 1 nghìn tỷ hoặc nhiều hơn nữa sao chổi.

Năm 2006, Sao Diêm Vương được phân loại lại thành một hành tinh lùn, một sự thay đổi được nhiều người coi là “sự hạ thấp” đối với hành tinh này. Kể từ đó, câu hỏi về tình trạng của sao Diêm Vương đã thu hút và gây tranh cãi trong cộng đồng khoa học, và trong cộng đồng nói chung.

Vào năm 2017, một nhóm nhà khoa học (bao gồm các thành viên của sứ mệnh New Horizon) đã đề xuất một định nghĩa mới về hành tinh dựa trên “các vật thể tròn trong không gian nhỏ hơn các ngôi sao”, khiến số lượng hành tinh trong hệ Mặt Trời của chúng ta tăng từ 8 lên khoảng 100 nếu dựa trên định nghĩa đó.

Nhà thiên văn học người Mỹ Percival Lowell lần đầu tiên suy nghĩ về sự tồn tại của sao Diêm Vương vào năm 1905 từ những sai lệch kỳ lạ mà ông quan sát được trên quỹ đạo của sao Hải Vương và sao Thiên Vương, cho thấy lực hấp dẫn của một vật thể khác đang kéo theo hai hành tinh này lệch đi so với bình thường.

Lowell dự đoán vị trí của hành tinh bí ẩn vào năm 1915, nhưng ông đã chết mà không thể tìm thấy nó. Sao Diêm Vương cuối cùng được phát hiện vào năm 1930 bởi Clyde Tombaugh tại Đài thiên văn Lowell, dựa trên dự đoán của Lowell và các nhà thiên văn học khác.

Sao Diêm Vương được đặt tên bởi Venetia Burney, 11 tuổi ở Oxford, Anh, cô bé đã đề nghị với ông của mình rằng thế giới mới nên lấy tên từ vị thần La Mã của thế giới ngầm. Ông của cô sau đó đã đổi tên cho Đài thiên văn Lowell. Cái tên mới này cũng góp phần vinh danh đài thiên văn Lowell do hai chữ cái đầu được đặt dựa trên tên của sao Diêm Vương

Tính chất vật lý của sao Diêm Vương

Vì sao Diêm Vương cách Trái đất rất xa, cho nên chúng ta biết rất ít về điều kiện trên bề mặt của hành tinh này cho đến năm 2015, khi tàu thăm dò không gian New Horions của NASA thực hiện một chuyến bay gần sao Diêm Vương.

New Horizons đã chỉ ra rằng sao Diêm Vương có đường kính 1.473 dặm (2.370 km), nhỏ hơn 1/5 đường kính của Trái Đất, và diện tích tương đương ⅔ diện tích Mặt Trăng.

Các quan sát trên bề mặt của sao Diêm Vương qua tàu vũ trụ New Horizons cho thấy nhiều đặc điểm bề mặt khác nhau, bao gồm các ngọn núi cao tới 11.000 feet (3.500 mét), có thể so sánh với dãy núi Rocky trên Trái Đất.

Trong khi băng metan và nitơ bao phủ phần lớn bề mặt sao Diêm Vương, những vật chất này không đủ mạnh để hỗ trợ các đỉnh cực lớn như vậy, vì vậy các nhà khoa học nghi ngờ rằng những ngọn núi được hình thành trên nền tảng băng nước.

Bề mặt của Sao Diêm Vương cũng được bao phủ bởi vô số băng metan, nhưng các nhà khoa học của New Horizons đã quan sát thấy sự khác biệt đáng kể trong cách băng phản chiếu ánh sáng trên bề mặt hành tinh này.

Hành tinh này cũng sở hữu địa hình sườn núi băng trông giống như da rắn; Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra các đặc điểm tương tự như dạng địa hình Penitente – là những vật chất tuyết được tìm thấy ở độ cao lớn.

Chúng có dạng những lưỡi kiếm hoặc băng mỏng, dài, cứng, cách đều nhau và chỉ về hướng chung của Mặt Trời của Trái Đất hoặc các điểm hình thành xói mòn trên địa hình đồi núi.

Các đặc điểm địa hình của sao Diêm Vương cao hơn nhiều Trái Đất; ước tính độ cao là 1.650 feet (500 m), trong khi dạng địa hình tương tự trên Trái Đất chỉ có kích thước vài mét.

Một đặc điểm khác biệt trên bề mặt của sao Diêm Vương là một khu vực hình trái tim lớn được gọi (không chính thức) là Tombaugh Regio (dựa trên Clyde Tombaugh; regio là tiếng Latin cho từ “khu vực”).

Phía bên trái của vùng “trái tim” là một khu vực có hình dạng của một cây kem ốc quế được bao phủ bởi băng carbon monoxide. Các biến thể khác trong thành phần của vật liệu trên bề mặt sao hầu hết ở trong “trái tim” của sao Diêm Vương.

Ở phần trung tâm bên trái của Tombaugh Regio là một khu vực rất trơn tru được nhóm New Horizons gọi 1 cách không chính thức là “Sputnik Planum”, dựa trên tên vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái Đất, Sputnik.

Vùng bề mặt sao Diêm Vương có ít miệng hố  xuất hiện do tác động của thiên thạch, chứng minh khu vực này, theo thời gian địa chất, còn rất non trẻ – không hình thành được quá 100 triệu năm. Có thể khu vực này vẫn đang được định hình và thay đổi bởi các quá trình địa chất.

Những vùng đồng bằng băng giá cũng xuất hiện các vệt đen có độ dài vài dặm, và chạy dọc theo cùng một hướng. Có thể các đường được tạo ra bởi những cơn gió khắc nghiệt thổi qua bề mặt hành tinh này.

Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA cũng đã tiết lộ bằng chứng cho thấy lớp vỏ của sao Diêm Vương có thể chứa các phân tử hữu cơ phức tạp.

Khi so sánh với các bức ảnh trong quá khứ của sao Diêm Vương được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble cho thấy hành tinh này rõ ràng đã phát triển đỏ hơn theo thời gian, rõ ràng là do thay đổi theo mùa.

Sao Diêm Vương có thể có (hoặc đã có) một đại dương chìm, mặc dù bằng chứng vẫn chưa được tìm thấy. Nếu đại dương dưới đáy biển tồn tại, nó có thể ảnh hưởng lớn đến lịch sử phát triển của sao Diêm Vương.

Chẳng hạn, các nhà khoa học phát hiện ra rằng khu vực Sputnik Planitia đã thay đổi hướng di chuyển của sao Diêm Vương do lượng băng trong khu vực quá nặng, nó ảnh hưởng đến toàn bộ sao Diêm Vương; New Horizons ước tính lớp băng của hành tinh này dày khoảng 6 dặm (10 km).

Sự tồn tại của các đại dương là lời giải thích tốt nhất cho sự dịch chuyển của hành tinh này và hoàn toàn có thể xuất hiện sự sống.

Đặc điểm quỹ đạo sao Diêm Vương

Quỹ đạo hình elip có độ cong lớn của sao Diêm Vương có thể đưa nó ra xa Mặt Trời hơn 49 lần so với Trái đất. Vì quỹ đạo của hành tinh này rất lập dị (khác hình tròn), khoảng cách của sao Diêm Vương với Mặt Trời có thể thay đổi đáng kể.

Sao Diêm Vương chỉ đến gần chúng ta (gọi là gần hơn sao Hải Vương) sau 20 năm của mình, tức là 248 năm Trái Đất vậy nên các nhà khoa học muốn nghiên cứu về nó là rất khó khăn.

Chính vì đặc điểm quỹ đạo nó đang có xu hướng đưa nó ra xa Mặt Trời. Năm 1999, chúng ta ghi  nhận rằng sao Diêm Vương đã cách xa Mặt Trời hơn sao Hải Vương. (Trước khi nó bị “xuống cấp” thành hành tinh lùn thay vì hành tinh chính thức)

Khi sao Diêm Vương gần Mặt Trời hơn, bề mặt của nó tan băng và tạm thời hình thành một bầu khí quyển mỏng, bao gồm chủ yếu là nitơ, với một số khí mêtan. Trọng lực thấp của sao Diêm Vương, cao hơn một phần hai mươi so với Trái Đất, khiến bầu khí quyển này mở rộng độ cao hơn nhiều so với Trái Đất.

Khi ra xa Mặt Trời, phần lớn bầu khí quyển của sao Diêm Vương được cho là đóng băng và biến mất. Tuy nhiên, trong thời gian có bầu khí quyển, rõ ràng sao Diêm Vương có thể đã trải qua những cơn gió mạnh. Bầu khí quyển cũng có các biến thể lóe sáng có thể được giải thích bằng sóng trọng lực hay không khí chảy trên núi.

Trong khi bầu khí quyển của sao Diêm Vương quá mỏng để cho phép chất lỏng chảy qua (hiện giờ), nhưng chúng có thể đã chảy dọc theo bề mặt trong quá khứ cổ đại. New Horions chụp một hồ nước đóng băng ở Tombaugh Regio dường như có các kênh cổ gần đó. Tại một số thời điểm trong quá khứ cổ đại, hành tinh có thể có bầu khí quyển dày hơn khoảng 40 lần so với trên sao Hỏa.

Vào năm 2016, các nhà khoa học tuyên bố rằng họ có thể đã phát hiện ra các đám mây trong bầu khí quyển của sao Diêm Vương bằng cách sử dụng dữ liệu từ New Horions. Các nhà điều tra đã nhìn thấy bảy đặc điểm sáng gần với “kẻ hủy diệt” (ranh giới giữa ánh sáng ban ngày và bóng tối), thường là nơi hình thành các đám mây.

Các dạng địa hình đều có cùng độ cao thấp và có cùng kích thước, cho thấy đây là 1 dạng địa hình riêng biệt. Thành phần của những đám mây này, nếu chúng thực sự là những đám mây, có khả năng là acetylene, ethane và hydro cyanide.

Thành phần và cấu trúc Diêm Vương Tinh

Một số thông số của Sao Diêm Vương, theo NASA:

  • Thành phần khí quyển: Metan, nitơ. Các quan sát bởi New Horizons chỉ ra rằng bầu khí quyển của sao Diêm Vương kéo dài gần như dài 1.000 dặm (1.600 km) trên bề mặt của hành tinh này.
  • Từ trường: Vẫn chưa biết liệu sao Diêm Vương có từ trường hay không, nhưng kích thước nhỏ và sự quay chậm của hành tinh này cho thấy nó có rất ít hoặc không có trường như vậy.
  • Thành phần hóa học: Sao Diêm Vương có thể bao gồm hỗn hợp 70 % đá và 30 % nước đá.
  • Cấu trúc bên trong: Hành tinh này có lẽ có lõi đá được bao quanh bởi một lớp băng, với các chất khác như metan, carbon monoxide và băng nitơ phủ trên bề mặt.

Quỹ đạo và trục quay

Tìm hiểu về Sao Diêm Vương: hành tinh cổ, băng giá và bí mật về Diêm Vương Tinh
  • Sự tự quay quanh trục của sao Diêm Vương bị ngược so với các hành tinh khác của hệ Mặt Trời; nó quay ngược, từ đông sang tây.
  • Khoảng cách trung bình đến Mặt Trời: 3670050000 dặm (5906380000 km) – gấp 39,482 lần so với Trái Đất
  • Điểm cận nhật : 2756902000 dặm (4436820000 km) – gấp 30,171 lần so với Trái Đất
  • Điểm viễn nhật : 4583190000 dặm (7375930000 km) – 48,481 lần so với Trái Đất.

Các Mặt trăng của sao Diêm Vương

Sao Diêm Vương có 5 mặt trăng: Charon, Styx, Nix, Kerberos và Hydra. Charon là mặt trăng gần nhất với sao Diêm Vương còn Hydra là xa nhất.

Năm 1978, các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng sao Diêm Vương có một mặt trăng rất lớn, gần bằng một nửa kích thước của chính hành tinh này. Mặt trăng này được mệnh danh là “Charon”, sau khi con quỷ đã đưa linh hồn đến thế giới ngầm trong thần thoại Hy Lạp.

Do Charon và sao Diêm Vương có kích thước rất giống nhau, nên quỹ đạo của chúng không giống với hầu hết các hành tinh và vệ tinh của chúng. Cả sao Diêm Vương và Charon đều quay quanh một điểm trong không gian nằm giữa chúng, tương tự như quỹ đạo của các hệ sao nhị phân, vì lý do này, các nhà khoa học gọi sao Diêm Vương và Charon là cặp hành tinh lùn kép, hành tinh kép hoặc hệ nhị phân.

Sao Diêm Vương và Charon chỉ cách nhau 12.200 dặm (19.640 km), ít hơn khoảng cách chuyến bay giữa London và Sydney. Quỹ đạo của Charon quanh sao Diêm Vương mất 6,4 ngày Trái Đất và một vòng quay sao Diêm Vương – một ngày sao Diêm Vương – cũng mất 6,4 ngày Trái Đất.

Điều này là do Charon di chuyển trên cùng một vị trí so với bề mặt sao Diêm Vương và một phía của Charon luôn phải đối mặt với sao Diêm Vương, một hiện tượng được gọi là khóa thủy triều.

Trong khi sao Diêm Vương có tông màu đỏ, Charon xuất hiện với nhiều màu xám hơn. Trong những ngày đầu, mặt trăng này có thể chứa một đại dương chìm mặc dù bây giờ đã không còn là vậy.

So với hầu hết các hành tinh và mặt trăng của hệ Mặt Trời, hệ thống sao Diêm Vương nằm nghiêng về phía Mặt Trời.

Các quan sát về Charon của New Horizons đã tiết lộ sự hiện diện của các hẻm núi trên bề mặt của mặt trăng này. Sâu nhất của những hẻm núi lên tới 6 dặm (9,7 km). Một đường trên vách đá và đáy trải dài 600 dặm (970 km) qua phần giữa Charon. Một phần của bề mặt mặt trăng gần (gần cực) được bao phủ trong một vật liệu tối hơn nhiều so với phần còn lại của hành tinh.

Tương tự như các khu vực của sao Diêm Vương, phần lớn bề mặt của Charon không có miệng hố – cho thấy bề mặt khá trẻ và hoạt động địa chất đã diễn ra như nào. Các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng về vết lở đất trên bề mặt của nó, lần đầu tiên các đặc điểm như vậy được phát hiện trong Vành đai Kuiper.

Mặt Trăng của chúng ra cũng có thể sở hữu dạng kiến tạo địa tầng địa tầng, gián tiếp gây ra thay đổi địa chất trên Trái Đất.

Năm 2005, các nhà khoa học đã chụp ảnh sao Diêm Vương bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble để chuẩn bị cho sứ mệnh New Horions và phát hiện ra hai mặt trăng nhỏ khác của sao Diêm Vương, hiện được đặt tên là Nix và Hydra. Những vệ tinh này cách sao Diêm Vương hai tới ba lần so với Charon.

Dựa trên các phép đo của New Horizons, Nix được ước tính là dài 26 dặm (42km) và rộng 22 dặm (36km), trong khi Hydra ước tính dài 34 dặm (55km) và rộng 25 dặm (40km). Có khả năng bề mặt của Hydra được bảo phủ chủ yếu trong nước đá.

Các nhà khoa học đã sử dụng kính viễn vọng Hubble  và phát hiện ra một mặt trăng thứ tư, Kerberos, trong năm 2011. Mặt trăng này được ước tính là có đường kính dài 8-21 dặm (13-34km).

Ngày 11/7/2012, một mặt trăng thứ năm, Styx, được phát hiện (với chiều rộng khoảng 6 dặm – 10km), tiếp tục thúc đẩy các cuộc tranh luận về Pluto là một hành tinh hay không.

Bốn mặt trăng mới được phát hiện có thể đã hình thành từ vụ va chạm tạo ra Charon. Quỹ đạo của chúng được nhận định là rất hỗn loạn

Sự hình thành và nguồn gốc của sao Diêm Vương

Giả thuyết hàng đầu cho sự hình thành của sao Diêm Vương và Charon là một sao Diêm Vương non trẻ đã bị tấn công bởi một “cú đánh” lướt qua một vật thể có kích cỡ tương tự Sao Diêm Vương.

Hầu hết các vật chất kết hợp theo lực hấp dẫn đã trở thành sao Diêm Vương ngày nay, trong khi phần còn lại tách ra để trở thành Charon. Đây cũng chỉ là giả thiết.

Bí mật về Sao Diêm Vương

Được phát hiện vào năm 1930, Diêm Vương Tinh là hành tinh lùn gần thứ hai đối với Mặt Trời và từng được xếp vào hành tinh thứ chín trong hệ Mặt Trời. Mặc dù Diêm Vương Tinh là hành tinh lùn có kích cỡ lớn nhất nhưng chỉ nặng thứ hai sau Eris.

Sao Diêm Vương được đặt tên theo vị thần trông coi Âm phủ của người Hy Lạp

Đây là cái tên khác của thần Hades và được Venetia Burney – một nữ sinh 11 tuổi đến từ Oxford, Anh đề xuất.

Diêm Vương Tinh được phân loại lại từ một hành tinh thành một hành tinh lùn vào năm 2006

Đây là khi IAU (Hiệp hội Thiên văn Quốc tế) chính thức hóa định nghĩa của một hành tinh rằng “Hành tinh là thiên thể (a) có quỹ đạo quay quanh Mặt trời, (b) có khối lượng đủ để trọng trường của nó thắng lực vật rắn tạo nên một hình dạng cân bằng thủy tĩnh (gần hình cầu), và (c) đã xóa sạch toàn bộ vật thể nằm trong quỹ đạo của nó.”

Sao Diêm Vương được phát hiện vào ngày 18 tháng 2 năm 1930 bởi Đài thiên văn Lowell

Trong suốt 76 năm từ khi Pluto được phát hiện cho tới thời gian nó được phân loại lại thành một hành tinh lùn, nó chỉ mới hoàn thành chưa tới một phần ba vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Sao Diêm Vương có năm vệ tinh nhân tạo đã được xác nhận

Chúng là Charon (được phát hiện năm 1978), Hydra và Nix (được phát hiện năm 2005), Kerberos ban đầu là P4 (được phát hiện năm 2011) và Styx ban đầu là P5 (được phát hiện năm 2012) được chỉ định chính thức S / 2011 (134340) 1 và S / 2012 ( 134340)

Diêm Vương Tinh là hành tinh lùn lớn nhất


Ở một thời điểm trước đây, người ta nghĩ rằng hành tinh lùn lớn nhất có thể là Eris. Hiện tại theo các phép đo chính xác nhất thì Eris có đường kính trung bình là 2.326km với biên độ sai số 12km, trong khi đường kính của Pluto là 2.372km với biên độ sai là 2km.

Diêm Vương Tinh có 1/3 bề mặt là nước

Nó thuộc dạng băng nước lớn gấp 3 lần nước trong tất cả các đại dương của Trái Đất, hai phần ba còn lại là đá. Bề mặt của Diêm Vương Tinh được bao phủ bởi các núi đá và một số dãy núi, các vùng sáng và tối cùng với các miệng núi lửa nằm rải rác.

Diêm Vương Tinh thậm chí còn nhỏ hơn một số vệ tinh tự nhiên

Chúng là Ganymede, Titan, Callisto, Io, Europa, Triton và Mặt Trăng của Trái đất. Diêm Vương Tinh có đường kính bằng 66% đường kính của Mặt Trăng của Trái Đất và 18% khối lượng của nó.

Diêm Vương Tinh có một quỹ đạo nghiêng khá kì lạ

Nó khiến cho khoảng cách giữa Diêm Vương Tinh và Mặt Trời trong khoảng từ 4,4 đến 7,3 tỷ km, có nghĩa là Diêm Vương Tinh gần Mặt Trời hơn Hải Vương Tinh.

Diêm Vương Tinh đã được một phi thuyền ghé thăm

Tàu vũ trụ New Horizons, được phóng vào năm 2006 bay qua Diêm Vương Tinh vào ngày 14 tháng 7 năm 2015 đã chụp một loạt hình ảnh và thực hiện các phép đo. New Horizons hiện đang trên đường đến Vành đai Kuiper để khám phá các vật thể xa hơn nữa.

Vị trí của Diêm Vương Tinh đã được Percival Lowell tiên đoán vào năm 1915

Dự đoán đến từ những sai lệch mà ông đã quan sát được ban đầu vào năm 1905 trong quỹ đạo của Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh.

Diêm Vương Tinh đôi khi cũng có một bầu khí quyển

Khi quỹ đạo hình elip của sao Diêm Vương mang nó đến gần Mặt Trời hơn, mặt băng của nó tan ra và tạo thành một bầu không khí mỏng chủ yếu là nitơ, rồi từ từ thoát khỏi hành tinh. Nó cũng có khí mê-tan và chiếm khoảng 161 km bề mặt. Khí mê-tan bị phân tách bởi ánh sáng Mặt Trời thành các hydrocacbon rơi xuống bề mặt và phủ lên lớp băng một lớp sẫm màu. Khi sao Diêm Vương di chuyển xa dần Mặt Trời, bầu khí quyển sau đó bị đóng băng và trở lại trạng thái rắn của nó.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, 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! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker