Khám phá Sao Thiên Vương: Các mặt trăng, quỹ đạo và ý nghĩa của Thiên Vương Tinh

Sao Thiên Vương là gì?

Sao Thiên Vương là hành tinh thứ bảy tính từ Mặt Trời và là hành tinh đầu tiên được các nhà khoa học phát hiện. Mặc dù sao Thiên Vương có thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng từ lâu nó đã bị nhầm là một ngôi sao vì độ mờ và quỹ đạo chậm của nó.

Hành tinh này cũng đáng chú ý vì độ nghiêng ấn tượng của mình, khiến trục hướng gần như trực tiếp vào Mặt Trời.

Nhà thiên văn học người Anh William Herschel đã phát hiện ra sao Thiên Vương một cách tình cờ vào ngày 13/3/1781, bằng kính viễn vọng của mình trong khi khảo sát tất cả các ngôi sao mờ hơn khoảng 10 lần so với mắt thường.

Một “ngôi sao” có vẻ khác biệt, và sau khi được quan sát trong vòng một năm, sao Thiên Vương được xác nhận là đi theo quỹ đạo của một hành tinh.

Thông tin về Thiên Vương Tinh

Đường kính xích51,118 km
Đường kính cực49,946 km
Khối lượng8.68 × 10^25 kg (gấp 15 lần Trái đất)
Vệ tinh tự nhiên27 mặt trăng (Miranda, Titania, Ariel, Umbriel & Oberon – mặt trăng chính)
Số vành đai: 13
Bán trục lớn2,870,658,186 km (19.19 AU)
Chu kỳ30,687 ngày (84.0 năm)
Nhiệt độ thực-216 °C
Ngày tìm ra13/3/1781
Tìm ra bởiWilliam Herschel

Tên gọi của Thiên Vương Tinh

Sao Thiên Vương được đặt theo tên của vị thần bầu trời Hy Lạp, Ouranos, người đầu tiên trong số các chúa tể thiên đàng. Đây là hành tinh duy nhất được đặt theo tên của một vị thần Hy Lạp chứ không phải là thần La Mã.

Trước khi tên này được đặt, nhiều cái tên đã được đề xuất cho hành tinh mới, bao gồm Hypercronius (“phía trên Saturn”), Minerva (nữ thần trí tuệ của La Mã) và Herschel, người phát hiện ra nó.

Để tâng bốc Vua George III của Anh, chính Herschel đã đề nghị cái tiên Georgium Sidus (“Hành tinh Gruzia”), nhưng ý tưởng đó không được ưa chuộng bên ngoài nước Anh và chính trong nước Anh.

Nhà thiên văn học Đức, Johann Bode, người mô tả chi tiết quỹ đạo của sao Thiên Vương, đã đặt cho hành tinh này cái tên cuối cùng.

Bode lập luận rằng vì Saturn là cha đẻ của Jupiter (sao Mộc, hành tinh mới nên được đặt tên cho cha đẻ của Staturn (sao Thổ). Đồng nghiệp của Bode, Martin Klaproth, ủng hộ sự lựa chọn của ông và đặt tên cho hành tinh mới được phát hiện dựa trên tên của nguyên tố “uranium”.

Sự phức tạp trong quỹ đạo của sao Thiên Vương đã giúp các nhà thiên văn học định vị chính xác sao Hải Vương vào giữa thế kỷ 19.

Tính chất vật lý Sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương có màu xanh lam, do khí mêtan trong khí quyển là chủ yếu cùng hydro-heli. Hành tinh này thường được mệnh danh là một người khổng lồ băng, vì 80% hoặc hơn khối lượng của nó được tạo thành từ hỗn hợp chất lỏng của nước, khí mêtan và amoniac.

Không giống như các hành tinh khác của hệ Mặt Trời, sao Thiên Vương về cơ bản quay quanh, với trục quay gần như chỉ vào Mặt Trời. Sự bất thường này có thể là do va chạm với một vật thể có kích thước hành tinh, hoặc một số vật thể nhỏ, ngay sau khi nó được hình thành.

Độ nghiêng bất thường này gây ra các mùa cực kỳ dài, khoảng 20 năm, nghĩa là trong gần 1/4 năm sao Thiên Vương, bằng 84 năm Trái Đất. Mặt Trời chiếu trực tiếp vào mỗi cực, khiến nửa kia của hành tinh phải trải qua một thời gian dài , mùa đông tối và lạnh.

Sao Thiên Vương có bầu khí quyển lạnh nhất trong số các hành tinh trong hệ Mặt Trời, mặc dù nó không ở xa Mặt Trời nhất.

Đó là bởi vì sao Thiên Vương có rất ít hoặc không có nhiệt độ bên trong để bổ sung cùng sức nóng của Mặt Trời, tăng nhiệt cho chính mình.

Các cực từ của hầu hết các hành tinh thường được xếp dọc theo trục mà nó quay, nhưng từ trường của sao Thiên Vương cũng vì thế mà bị nghiêng so với trục quay. Trục từ của nó nghiêng trên gần 60 độ so với trục quay của hành tinh.

Theo Norman F. Ness và cộng sự, trong một bài báo trên tạp chí Science năm 1986, điều này hình thành một từ trường bị lệch một cách kỳ lạ đối với sao Thiên Vương, với sức mạnh của trường ở bề mặt bán cầu bắc lên gấp hơn 10 lần sức mạnh từ trường ở bề mặt nam bán cầu, ảnh hưởng đến sự hình thành cực quang.

Một nghiên cứu năm 2017 cho thấy bản chất lệch lạc của từ trường của sao Thiên Vương cũng có thể khiến nó nhấp nháy và tắt mỗi khi hành tinh quay (khoảng 17,24 giờ – dưới sự chiếu sáng của Mặt Trời)

Đặc điểm quỹ đạo Sao Thiên Vương

Thông số của Thiên vương tinh, theo NASA:

  • Khoảng cách trung bình đến Mặt Trời: 1783939400 dặm (2870972200 km) – 19.191 lần so với Trái Đất
  • Điểm cận nhật: 1699800000 dặm (2735560000 km) – 18,60 lần so với Trái Đất
  • Điểm viễn nhật: 1868080000 dặm (3006390000 km) – 19,76 lần Trái đất

Thành phần và cấu trúc sao Thiên Vương

  • Thành phần khí quyển (theo thể tích): 82,5% hydro, 15,2% heli, 2,3% metan
  • Từ trường: Độ nghiêng cực từ so với trục quay: 58,6 độ
  • Thành phần: Khoảng 80 phần trăm thành phần của sao Thiên Vương, theo khối lượng, được cho là tạo thành từ một chất lỏng đậm đặc nóng của vật chất băng giá – nước, metan và amoniac – bên trên một lõi đá nhỏ.
  • Cấu trúc bên trong: Lớp nước, amoniac và khí mêtan; lõi sắt và magiê-silicat

Quỹ đạo và sự tự quay của Thiên Vương Tinh

  • Độ nghiêng của trục: 97,77 độ, so với 23,5 độ của Trái Đất
  • Chu kỳ tính theo chiều dài theo mùa: Khoảng 21 năm mỗi mùa
  • Chu kỳ: Khoảng 84 năm Trái Đất

Khí hậu sao Thiên Vương

Sự nghiêng của trục sao Thiên Vương gây phát sinh thời tiết bất thường. Khi ánh sáng Mặt Trời đến một số khu vực lần đầu tiên sau nhiều năm, nó làm nóng bầu khí quyển, gây ra những cơn bão mùa xuân khổng lồ có kích thước gần bằng Bắc Mỹ, theo NASA.

Trớ trêu thay, khi Voyager 2 lần đầu tiên chụp hình sao Thiên Vương vào năm 1986 vào mùa hè ở phía nam, nó nhìn thấy một quả cầu nhạt nhẽo chỉ có khoảng 10 đám mây hoặc nhiều hơn nhưng không thể quan sát, dẫn đến nó được mệnh danh là “hành tinh nhàm chán nhất” , nhà thiên văn học Heidi Hammel trong cuốn sách”Hệ thống băng khổng lồ của Thiên vương tinh và Hải vương tinh” đã viết vậy, một chương trong “Cập nhật về hệ Mặt Trời” (2007).

Phải mất hàng thập kỷ sau đó, khi kính thiên văn tiên tiến như Hubble đã phát huy và các mùa thay đổi, để quan sát được thời tiết khắc nghiệt trên sao Thiên Vương, nơi những cơn gió chuyển động nhanh có thể đạt tốc độ lên đến 560 dặm (900 km)/giờ.

Vào năm 2014, các nhà thiên văn học đã có cái nhìn đầu tiên về những cơn bão mùa hè hoành hành trên sao Thiên Vương.

Thật kỳ lạ, những cơn bão lớn này đã diễn ra trong suốt 7 năm sau khi hành tinh này tiếp cận gần nhất với Mặt Trời và vẫn còn là một bí ẩn tại sao những cơn bão khổng lồ lại xảy ra muộn như vậy trong giai đoạn mùa hè.

Thời tiết bất thường trên sao Thiên Vương bao gồm mưa kim cương, nhưng không phải trên mặt đất mà nó rơi hàng ngàn dặm bên dưới bề mặt của hành tinh này.

Carbon và hydro được cho là nén dưới nhiệt độ cực cao và áp suất sâu trong bầu khí quyển của hành tinh này rồi tạo thành kim cương, sau đó chìm xuống dưới, cuối cùng lắng xuống lõi của hành tinh. (Tương tự với sao Hải Vương)

Vành đai sao Thiên Vương

Vành đai sao Thiên Vương tinh là vành đai thứ hai được tìm thấy, sau sao Thổ. Đó là một khám phá quan trọng, bởi vì nó giúp các nhà thiên văn học hiểu rằng vành đai là một đặc điểm chung của các hành tinh, không chỉ đơn thuần là đặc thù của Sao Thổ.

Sao Thiên Vương sở hữu hai bộ vành đai. Hệ thống các vòng bên trong bao gồm hầu hết các vòng hẹp, tối, trong khi hệ thống bên ngoài gồm hai vòng nhỏ xa hơn, được phát hiện bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble, có màu sắc rực rỡ, một màu đỏ, một màu xanh.

Các nhà khoa học hiện đã xác định được 13 vành đai nhỏ được biết đến xung quanh sao Thiên Vương.

Một nghiên cứu năm 2016 cho thấy các vành đai của sao Thiên Vương, sao Thổ và sao Hải Vương có thể là tàn dư của các hành tinh lùn giống như sao Diêm Vương đi lạc vào quỹ đạo và có thể bị phá hủy bởi lý do nào đó.

Các mặt trăng của sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương có 27 mặt trăng được biết đến. Thay vì được đặt tên theo các nhân vật trong thần thoại Hy Lạp hay La Mã, bốn mặt trăng đầu tiên của nó được đặt theo tên của các linh hồn ma thuật trong văn học Anh, như “A Midsummer Night’s Dream” của William Shakespeare và “The Rape of the Lock” của Alexander Pope.

Kể từ đó, các nhà thiên văn học đã tiếp tục truyền thống này, đặt tên cho các mặt trăng từ các tác phẩm của Shakespeare hoặc Giáo hoàng.

Oberon và Titania là những mặt trăng Uran lớn nhất và là đầu tiên được phát hiện bởi Herschel vào năm 1787. William Lassell, người đầu tiên nhìn thấy một mặt trăng quay quanh sao Hải Vương, đã phát hiện ra hai mặt trăng tiếp theo là Ariel và Umbriel. Sau đó gần một thế kỷ trôi qua, Miranda được tìm thấy vào năm 1948.

Voyager 2 đã đến thăm sao Thiên Vương vào năm 1986 và phát hiện thêm 10 mặt trăng, tất cả chỉ có đường kính từ 16-96 dặm (26-154 km) – Juliet, Puck, Cordelia, Ophelia, Bianca, Desdemona, Portia, Rosalind, Cressida và Belinda – và hầu như chúng được cấu thành từ nửa nước đá, nửa đá. Kể từ đó, các nhà thiên văn sử dụng

Kính viễn vọng không gian Hubble và đài quan sát trên mặt đất đã tăng tổng số lên 27 mặt trăng được biết đến. Nhưng những vật thể đốm đen, từ 8 đến 10 dặm (12 đến 16 km) về đường kính và cách gần 3 tỷ dặm (4,8 tỷ km) tạo ra sự khó khăn trong quá trình quan sát của các nhà thiên văn học.

Giữa Cordelia, Ophelia và Miranda là một nhóm gồm tám vệ tinh nhỏ chen chúc nhau rất chật hẹp đến nỗi các nhà thiên văn học vẫn chưa hiểu làm thế nào để các mặt trăng nhỏ đã xoay sở để tránh đâm vào nhau.

Các dị thường trong vành đai của sao Thiên Vương khiến các nhà khoa học nghi ngờ vẫn có thể còn nhiều mặt trăng.

Ngoài các mặt trăng, sao Thiên Vương cũng có thể có một bộ sưu tập các tiểu hành tinh Trojan – những vật thể có cùng quỹ đạo với hành tinh – trong một khu vực đặc biệt được gọi là “Lagrange”.

Lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2013, mặc dù tuyên bố rằng Langrange của hành tinh sẽ quá không ổn định để lưu trữ các vật thể như vậy.

Nghiên cứu & thăm dò

Tàu Voyager 2 của NASA là tàu vũ trụ đầu tiên và duy nhất từng đến thăm sao Thiên Vương. Nó đã phát hiện ra 10 mặt trăng chưa được biết trước đó và tìm ra trục từ trường nghiêng bất thường của sao Thiên Vương.

Năm 2011, Nhóm Khảo sát thập phân khoa học liên hành tinh ( là một ấn phẩm của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ được sản xuất cho NASA và các Cơ quan Chính phủ Hoa Kỳ khác như Quỹ Khoa học Quốc gia) đã đề nghị NASA xem xét 1 chuyến nghiên cứu đối với hành tinh này.

Vào năm 2017, NASA đã đề xuất một số nhiệm vụ tiềm năng trong tương lai tới sao Thiên Vương để cho Tổ chức Khảo sát thập phân khoa học liên hành tinh sắp tới, bao gồm bay ngang qua hành tinh, thâm nhập quỹ đạo và thậm chí là để tàu vũ trụ đi vào bầu khí quyển của sao Thiên Vương.

Thông tin thú vị về sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương chính thức được phát hiện bởi Sir William Herschel vào năm 1781

Hành tinh này  quá mờ để có được nhìn thấy bởi người cổ đại. Lúc đầu Herschel nghĩ đó là một sao chổi, nhưng vài năm sau đó nó đã được xác nhận là một hành tinh. Herscal đã cố gắng để phát hiện của mình có tên là “Sidus Gruzia” dựa trên tên của vua George III. Tên sao Thiên Vương (Uranus) được đề xuất bởi nhà thiên văn học Johann Bode. Tên này xuất phát từ vị thần Hy Lạp cổ đại Ouranos.

Sao Thiên Vương quay trên trục của nó sau 17 giờ, 14 phút

Hành tinh này quay theo hướng ngược lại so với hầu hết các hành tinh khác.

Sao Thiên Vương thực hiện một chuyến đi quanh Mặt trời cứ 84 năm một lần

Hai mặt của sao Thiên Vương thay nhau quay về phía Mặt Trời, vì trục quay ổn định. Mỗi mặt trong 1 chu kỳ đều nhận được 42 năm chiếu sáng.

Sao Thiên Vương thường được gọi là hành tinh “băng khổng lồ”

Giống như những người khổng lồ khí khác, sao Thiên Vương có một lớp hiđrô phía trên, trong đó có heli trộn lẫn. Phía dưới là một lớp băng giá bao phủ 1 lõi đá và băng. Bầu khí quyển phía trên gồm nước, amoniac và các tinh thể đá mê-tan tạo cho hành tinh 1 màu xanh nhạt.

Sao Thiên Vương là 1 trong những hành tinh lạnh nhất

Với nhiệt độ khí quyển tối thiểu -224 ° C, sao Thiên Vương là hành tinh gần như lạnh nhất trong hệ Mặt Trời. Xét về nhiệt độ trung bình thì sao Hải Vương không lạnh bằng sao Thiên Vương . Bầu khí quyển phía trên của sao Thiên Vương được bao phủ bởi một đám mây mê-tan che giấu những cơn bão diễn ra trong chính các đám mây này.

Sao Thiên Vương có hai vành đai màu tối rất mỏng

Các hạt vành đai nhỏ, từ hạt bụi đến những tảng đá nhỏ. Có 11 vòng bên trong và 2 vòng ngoài. Chúng có thể hình thành khi một hoặc nhiều mặt trăng của Sao Thiên Vương bị vỡ trong qua một tác động nào đó. Các vòng đầu tiên được phát hiện vào năm 1977 với hai vòng ngoài được phát hiện qua các hình ảnh của Kính viễn vọng Không gian Hubble từ năm 2003 đến 2005.

Mặt trăng của Sao Thiên Vương được đặt tên theo các nhân vật do William Shakespeare và Alexander Pope tạo ra trong các tác phẩm của mình.

Chúng là Oberon, Titania và Miranda. Tất cả đều là thế giới băng giá với bề mặt tối. Một số là hỗn hợp băng và đá. Mặt trăng thú vị nhất của sao Thiên Vương là Miranda; nó có hẻm núi băng, ruộng bậc thang và những địa hình kỳ lạ khác.

Chỉ có một tàu vũ trụ đã từng bay qua sao Thiên Vương

Năm 1986, phi thuyền Voyager 2 bay qua hành tinh này ở khoảng cách 81.500 km. Nó quay trở lại với những hình ảnh cận cảnh đầu tiên của sao Thiên Vương , mặt trăng và hệ thống vành đai 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