Tìm hiểu về Sao Thuỷ: Nhiệt độ, quỹ đạo và những khám phá về hành tinh này

Giới thiệu về Sao Thuỷ

Đường kính4,879 km
Khối Lượng3.30 x 10^23 kg (5.5% Trái Đất)
Vệ tinh tự nhiênKhông có
Bán trục lớn57,909,227 km (0.39 AU)
Chu kỳ quay88 days
Nhiệt độ bề mặt-173 to 427°C
Lần đầu được
tìm thấy
Thế kỷ 14 TCN
Tìm thấy bởiNhà thiên văn học Assyrian

Sao Thủy là hành tinh gần Mặt Trời nhất. Như vậy, nó quay quanh mặt trời nhanh hơn tất cả các hành tinh khác, đó là lý do tại sao người La Mã đặt tên nó theo thần sứ giả truyền tin nhanh nhẹn của họ. Người Sumer cũng biết về sao Thủy ít nhất từ 5.000 năm trước. Nó thường được liên kết với Nabu, vị thần Viết. Sao Thủy cũng được đặt tên riêng cho sự xuất hiện của nó như là một ngôi sao buổi sáng và là một ngôi sao buổi tối.

Tuy nhiên, các nhà thiên văn Hy Lạp biết rằng hai tên gọi cùng một ngôi sao, và vào khoảng năm 500 trước Công nguyên, Heraclitus đã chính xác khi nghĩ rằng cả Sao Thủy và Sao Kim đều quay quanh Mặt Trời, chứ không phải Trái Đất.

Các đặc tính vật lí của sao Thủy

Bởi vì hành tinh này gần với mặt trời, nhiệt độ bề mặt của nó có thể đạt tới mức nhiệt độ 840 độ F (450 độ C). Tuy nhiên, vì sao Thủy không có nhiều không khí thực sự để hấp thụ bất kỳ loại nhiệt nào nên nhiệt độ ban đêm có thể giảm xuống mức âm 275 F (trừ 170 độ C), nhiệt độ cao hơn 1.100 độ F (600 độ C), cao nhất trong hệ mặt trời. Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất – nó chỉ lớn hơn một chút so với Mặt Trăng của Trái Đất. Vì nó không có lượng không khí đáng kể để ngăn chặn các tác động từ bên ngoài, hành tinh này có nhiều lỗ hổng.

Khoảng 4 tỷ năm trước, một tiểu hành tinh rộng khoảng 60 dặm (100km) va vào sao Thủy với tác động tương đương với 1 nghìn tỷ quả bom 1 megaton, tạo ra một hố thiên thạch khổng lồ rộng khoảng 960 dặm (1.550 km). Nó được gọi hố va chạm Caloris, toàn bộ tiểu bang Texas có thể được đặt vừa trong nó. Một tác động lớn khác có thể đã giúp tạo ra sự xoay kỳ quặc của sao Thủy.

Tiếp cận Mặt Trời với khoảng cách gần với sao Thủy vào năm 2012, tàu vũ trụ MESSENGER của NASA đã phát hiện ra nước đá trong miệng núi lửa quanh cực bắc của nó, nơi các khu vực có thể bị che khuất vĩnh viễn khỏi sức nóng của Mặt Trời. Cực nam cũng có thể chứa các túi băng giá, nhưng quỹ đạo của MESSENGER không cho phép các nhà khoa học thăm dò khu vực này. Sao chổi hoặc thiên thạch có thể đã đem băng đá tới đó, hoặc hơi nước có thể đã phát sinh từ nội địa của hành tinh và bị đóng băng ở các cực.

Vì sao Thủy không đủ nhỏ, nó không chỉ co lại trong quá khứ mà còn tiếp tục thu hẹp cho đến ngày hôm nay. Hành tinh nhỏ bé được tạo thành từ một tấm lục địa đơn trên lõi sắt được làm mát. Khi lõi nguội đi, nó kiên cố hòa, làm giảm thể tích của hành tinh và khiến nó co lại. Quá trình này làm nhăn bề mặt, tạo vách thùy hình hoặc vách đá, vài trăm dặm dài và cao đến một dặm, cũng như của  Great Valley của sao Thủy, cái dài khoảng 620 dặm, rộng 250 dặm và 2 dặm sâu (1.000 x 400 x 3,2 km) lớn hơn hẻm núi Grand Canyon nổi tiếng của Arizona và sâu hơn thung lũng Great Rift ở Đông Phi.

Độ dốc của những ngọn đồi nhỏ cho thấy sao Thủy cũng như Trái Đất, là một hành tinh thực hiện hành động kiến tạo với các lỗi như là sự hình thành ngày nay vì phía trong của sao Thủy vẫn tiếp tục làm mát và thu nhỏ hành tinh lại. Quả thật, một nghiên cứu năm 2016 về các vách đá trên bề mặt của sao Thủy đã cho rằng hành tinh này vẫn có thể bị nổ vì động đất, hoặc “Động đất sao Thủy.” Điều này có thể có nghĩa là Trái Đất không phải là hành tinh duy nhất có hoạt động kiến tạo, các tác giả của nghiên cứu cho biết.

Ngoài ra, trong quá khứ, bề mặt của sao Thủy liên tục được định hình lại bởi hoạt động núi lửa. Tuy nhiên, một nghiên cứu khác năm 2016 cho rằng hoạt động phun trào núi lửa của sao Thủy có thể đã kết thúc khoảng 3,5 tỷ năm trước. Sao Thủy là hành tinh dày đặc nhất thứ hai sau Trái đất, với lõi bằng kim loại khổng lồ, rộng khoảng 2.200 đến 2.400 dặm (3.600 đến 3.800 km), tương đương khoảng 75 phần trăm của đường kính của hành tinh.

Trong khi đó, lớp vỏ bên ngoài sao Thủy chỉ dày từ 300 đến 400 dặm (500-600 km). Sự kết hợp của lõi lớn cùng với sự phong phú của các chất dễ bay hơi của sao Thủy đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều năm. Một phát hiện hoàn toàn bất ngờ được khám phá bởi Mariner 10 rằng sao Thủy có từ trường. Hành tinh chỉ tạo ra từ trường về mặt lý thuyết nếu chúng quay nhanh và có lõi nóng chảy. Nhưng sao Thủy mất 59 ngày để xoay và nó lại quá nhỏ – chỉ bằng một phần ba kích thước của Trái Đất – lõi của nó cũng đã nguội từ lâu rồi.

Christopher Russell, giáo sư tại Đại học California, Los Angeles, cho biết tỏng một phát biểu: “Chúng tôi đã tìm ra cách Trái Đất hoạt động, và sao Thủy vừa là một hành tinh đá vừa là một hành tinh quả đất có lõi làm từ sắt, vì vậy chúng tôi nghĩ nó sẽ hoạt động theo cùng một cách.

Phía bên trong khác thường có thể giúp giải thích sự khác biệt trong từ trường của sao Thủy khi so sánh với Trái Đất. Quan sát từ tàu MESSENGER cho thấy rằng từ trường của sao Thủy mạnh gấp ba lần tại bán cầu bắc của nó hơn ở phía nam của nó. Russell – đồng tác giả một mô hình cho thấy lõi sắt của Mercury có thể chuyển từ chất lỏng sang rắn ở ranh giới ngoài của lõi hơn là bên trong.”Nó giống như một cơn bão tuyết mà tuyết hình thành ở phía trên cùng của đám mây, giữa đám mây và cả ở dưới cùng của đám mây “, Russell nói. “Nghiên cứu của chúng tôi về từ trường của sao Thủy cho thấy sắt đang đổ xuống xuyên qua chất lỏng đang cấp năng lượng cho từ trường của sao Thủy.”

Phát hiện vào năm 2007 bởi các quan sát radar trên Trái Đất rằng lõi của sao Thủy vẫn có thể nóng chảy có thể giúp giải thích cho từ tính của nó, mặc dù gió Mặt Trời có thể làm giảm từ trường của hành tinh này. Mặc dù từ trường của Mercury chỉ bằng 1% sức mạnh của từ trường Trái Đất, nhưng nó hoạt động rất tích cực. Từ trường trong gió Mặt Trời – những hạt tích điện phát ra từ Mặt Trời – định kỳ chạm vào từ trường của sao Thủy, tạo ra những cơn lốc xoáy từ tính mạnh mẽ, làm cho plasma Mặt Trời nóng nhanh,đổ xuống bề mặt sao Thủy.

Thay vì một bầu khí quyển đáng kể,sao Thủy sở hữu một “ngoại quyển” siêu mỏng tạo thành từ các nguyên tử thổi bay trên bề mặt của nó bằng bức xạ Mặt Trời, gió Mặt Trời và các tác động từ bụi vũ trụ. Chúng nhanh chóng thoát ra ngoài không gian, tạo thành một cái đuôi của các hạt. Một nghiên cứu năm 2016 cho rằng các đặc tính bề mặt của sao Thủy thường có thể được chia thành hai nhóm – một trong số đó bao gồm vật chất cũ hơn tan chảy ở áp suất cao hơn ở ranh giới của lõi và vật chất mới hình thành gần bề mặt của sao Thủy. Một nghiên cứu khác năm 2016 cho thấy màu sắc tối của bề mặt sao Thủy là do carbon. Carbon này không được lắng đọng bằng cách tác động đến sao chổi, như một số nhà nghiên cứu nghi ngờ – thay vào đó, nó có thể là tàn dư của lớp vỏ nguyên thủy của hành tinh này.

Đặc tính của quỹ đạo Sao Thủy

Sao Thủy xoay xung quanh mặt trời mỗi 88 ngày Trái Đất, di chuyển trong không gian gần 112.000 dặm / giờ (180.000 km / h), nhanh hơn bất kỳ hành tinh nào khác. Quỹ đạo hình bầu dục của nó là hình elip rất dẹt, khiến sao Thủy gần thì 29 triệu dặm (47 triệu km) xa thì 43 triệu dặm (70 triệu km) so với Mặt Trời. Nếu người ta có thể đứng trên sao Thủy khi nó gần Mặt Trời nhất, nó sẽ lớn hơn gấp 3 lần so với khi nhìn từ Trái Đất.

Thật kỳ lạ, do quỹ đạo hình elip của sao Thủy và 59 ngày Trái Đất hoặc lâu hơn nó xoay trên trục của nó, trên bề mặt bị thiêu đốt của sao Thủy, Mặt Trời dường như mọc lên trong mộ thời gian ngắn, hoạt động và mọc trở lại trước khi nó di chuyển về phía tây bầu trời. Lúc Mặt Trời lặn, Mặt Trời xuất hiện để hoạt động, mọc lên một lần nữa một thời gian ngắn rồi lại hoạt động lại lần nữa. Trong năm 2016, một sự đi qua của sao Thủy đã xảy ra, nơi mà hành tinh băng qua mặt của Mặt Trời. Sự đi qua của sao Thủy có thể mang đến những bí mật về bầu khí quyển mỏng của nó, hỗ trợ tìm kiếm các thế giới xung quanh các ngôi sao khác, và giúp NASA trau dồi một số thiết bị của mình.

Khám phá Thành phần & cấu trúc của Sao Thuỷ

Thành phần khí quyển (theo thể tích)

Theo NASA,khí quyển của sao Thủy là một “tầng ngoài không gian bề mặt, về cơ bản là một chân không.” Nó chứa 42 % oxy, 29 %natri, 22 %hydro, 6 %helium, 0,5 %kali và một số lượng có thể có argon, carbon dioxide, nước, nitơ, xenon, krypton và neon.

Từ trường: Khoảng 1% sức mạnh của Trái đất

Cơ cấu phía trong: Lõi bằng sắt rộng khoảng 2.200 đến 2.400 dặm (3.600 đến 3.800 km) . Vỏ ngoài silicat dày khoảng 300 đến 400 dặm (500-600 km).

Quỹ đạo và vòng xoay Sao Thuỷ

  • Khoảng cách trung bình từ mặt trời: 35.983.095 dặm (57.909.175 km). So  sánh: 0,38 Trái Đất cách xa mặt trời.
  • Điểm cận nhật (cách tiếp cận gần nhất với mặt trời): 28.580.000 dặm (46.000.000 km).
  • So sánh: 0.313 lần so với Trái Đất
  • Điểm viễn nhật (xa nhất khoảng cách từ mặt trời): 43.380.000 dặm (69.820.000 km).
  • So sánh: 0,459 lần so với Trái Đất
  • Độ dài của ngày : 58,646 ngày Trái Đất

Nghiên cứu và khám phá Sao Thuỷ

Tàu vũ trụ đầu tiên đến thăm sao Thủy là Mariner 10, chụp được khoảng 45% bề mặt và phát hiện từ trường của nó. Phi đội MESSENGER của NASA là phi thuyền thứ hai đến thăm Mercury. Đến vào tháng 3 năm 2011, MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, và Ranging) trở thành tàu vũ trụ đi vào quỹ đạo sao Thủy. Con tàu đã kết thúc đột ngột vào ngày 30 tháng 4 năm 2015, khi nó cạn kiệt nhiên liệu, rơi xuống bề mặt hành tinh. Năm 2012, các nhà khoa học đã phát hiện ra một nhóm thiên thạch ở Morocco mà họ nghĩ có thể có nguồn gốc từ sao Thủy. Nếu vậy, nó sẽ làm cho hành tinh đá này trở thành một thành viên của nhóm các hành tinh có các mẫu đá có sẵn trên Trái Đất mà chỉ có Mặt Trăng, sao Hỏa và vành đai tiểu hành tinh.

Vào năm 2016, các nhà khoa học đã phát hành mô hình kỹ thuật số độ cao toàn cầu đầu tiên của sao Thủy, kết hợp hơn 10.000 hình ảnh được MESSENGER được mua lại để đưa người xem đi đến khắp các không gian rộng mở của thế giới nhỏ bé. Mô hình này đã tiết lộ điểm cao nhất và thấp nhất của hành tinh này – mức cao nhất được tìm thấy ngay phía nam của đường xích đạo của sao Thủy, 2,78 dặm (4,48 km) trên độ cao trung bình của hành tinh, trong khi điểm thấp nhất nằm trong lưu vực Rachmaninoff, nơi được nghi ngờ là của một số các núi lửa hoạt động gần đây nhất trên sao Thủy và nằm dưới 3.34 dặm (5,38 km) so với mức trung bình.

Sự thật thú vị về Sao Thuỷ

Sao Thủy là hành tinh gần mặt trời nhất và vì là gần nhất nên sao Thủy rất khó để quan sát, trừ lúc hoàng hôn . Sao Thủy quay được 3 vòng quanh Mặt Trời thì đã hoành thành 2 vòng quanh trục. Và cho đến năm 1965, người ta  vẫn nghĩ rằng một mặt của sao Thủy phải đối diện trực tiếp với Mặt Trời. Trong 1 thế kỷ, có 13 lần sao Thủy thẳng hàng Trái Đất và Mặt Trời. Lần tiếp theo sẽ xảy ra vào ngày 9/5/2016.

Thông tin thú vị về Sao Thuỷ

  • Sao Thủy không có Mặt Trăng hay dải thiên thạch xung quanh.
  • Khối lượng trên sao Thủy của bạn bằng 38% trên Trái Đất.
  • 1 ngày trên sao Thủy bằng 176 ngày trên Trái Đất, còn 1 năm là 88 ngày.
  • Đường kính sao Thủy là 4,879 km, vậy nên nó là hành tinh có kích thước nhỏ nhất.
  • Không biết được chính xác ai đã tìm ra sao Thủy.

Một năm trên Sao Thủy chỉ bằng 88 ngày Trái Đất

Một ngày Mặt Trời (thời gian từ giữa trưa đến giữa trưa hôm sau tại bề mặt hành tinh) trên sao Thủy kéo dài tương đương 176 ngày Trái đất trong khi ngày thiên văn (thời gian 1 điểm bất kỳ trên bề mặt hành tinh quay 1 vòng) kéo dài 59 ngày Trái Đất. Sao Thủy gần như bị khóa chặt vào Mặt Trời và theo thời gian điều này đã làm chậm tốc độ quay của hành tinh này với Mặt Trời. Sao Thủy cũng có độ lệch tâm quỹ đạo so với Mặt Trời cao nhất trong tất cả các hành tinh, với dao động từ 46 đến 70 triệu km.  Độ lệch tâm quỹ đạo của một thiên thể là lượng mà quỹ đạo của nó sai khác so với đường tròn.)

Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất hệ Mặt Trời

Một trong năm hành tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Đường kính của nó chỉ là 4,879 km. Đường xích đạo của nó chỉ dài 12,742 km.

Sao Thủy có khối lượng riêng cực lớn

Mặc dù hành tinh này có kích thước nhỏ, nhưng sao Thủy rất dày. Mỗi centimét khối có khối lượng là 5,4 gram, chỉ duy nhất Trái đất có khối lượng riêng lớn hơn. Điều này phần lớn là do sao Thủy được cấu tạo chủ yếu từ kim loại nặng và đá.

Sao Thủy có nếp nhăn trên bề mặt

Khi lõi sắt của hành tinh nguội đi và co lại, bề mặt của hành tinh trở nên nhăn nheo. Các nhà khoa học đặt tên cho những nếp nhăn này là Lobate Scarp. Những “vết nhăn” này có thể  cao lên đến một dặm cao và dài hàng trăm dặm.

Sao Thủy có lõi bị nóng chảy

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học NASA  tin rằng lõi sắt rắn chắc của sao Thủy có thể bị nóng chảy. Thông thường, lõi của các hành tinh nhỏ nguội đi nhanh chóng. Nhưng sau những nghiên cứu chuẩn rõ nét.Kết quả lại không phải là 1 lõi rắn. Hiện nay, các nhà khoa học tin rằng lõi sao Thủy chứa các nguyên tố nhẹ hơn sắt như lưu huỳnh, làm giảm nhiệt độ nóng chảy của vật liệu lõi. Người ta ước tính lõi mềm (kim loại nhẹ) của sao Thủy chiếm 42% khối lượng , trong khi lõi tương tự của Trái Đất chiếm 17%.

Sao Thủy là hành tinh nóng thứ hai trong hệ Mặt Trời

Mặc dù ở xa mặt trời hơn sao Thủy nhưng sao Kim vẫn có nhiệt độ lớn hơn. Bề mặt của sao Thủy tiếp xúc với Mặt Trời có nhiệt độ là 427 °C trong khi đó mặt còn lại là – 173 °C. Nguyên nhân của sự chênh lệch này là trên sao Thủy không có không khí để điều hòa nhiệt độ.

Sao Thủy là hành tinh có nhiều núi lửa nhất hệ Mặt Trời

Trái ngược với các hành tinh khác có quá trình tự phục hồi thì sao sao Thủy lại bị lấp đầy bởi các núi lửa. Lý do là vì sự va chạm của các thiên thạch cũng như là sao chổi lên bề mặt sao Thủy. Hầu hết các miệng núi lửa được đặt tên dựa trên các nhà văn và nghệ sĩ. Bất kỳ miệng núi lửa nào có đường kính rộng hơn 250 km thì sẽ được biết đến như một lưu vực (Basin). Lưu vực Caloris là lưu vực có tầm ảnh hưởng lớn nhất trên sao Thủy với đường kính tương đương 1550 km đã được tìm ra vào năm 1974 bởi tàu Mariner 10.

Chỉ có 2 tàu vũ trụ duy nhất từng tới sao Thủy

Vì khoảng cách đến Mặt trời của sao Thủy là rất nhỏ. Vậy nên đến được sao Thủy là một điều rất khó khăn.Từ năm 1974 đến năm 1975 tàu Mariner 10 đã bay qua bề mặt sau Thủy 3 lần, trong khoảng thời gian này họ đã lập bản đồ được một nửa diện tích bề mặt sao Thủy. Vào ngày 3/3/2004. Tàu vũ trụ Messenger được phóng từ Trạm không quân Mũi Canaveral. Đây là chiếc tàu vũ trụ đầu tiên đến thăm sao Thủy kể từ năm 1970.

Sao Thủy được đặt tên dựa trên tên sứ giả người Hy Lạp tới các vị thần

Sau Thủy được tìm thấy vào năm bao nhiêu thì chúng ta còn chưa rõ nhưng theo ghi chép sử học thì khoảng 3000 năm TCN, người Sumer đã nhắc đến sao Thủy.

Trên sao thủy có không khí (tương đối)

Sao Thủy chỉ có trọng lượng tương tương với 38% trọng lượng của Trái Đất. Do vậy lực hút của sao Thủy là rất nhỏ. Vì thế, nó không thể giữ được không khí của mình trên bề mặt do tác động của gió mặt trời. Tuy vậy, không khí sau khi bị thổi bay khỏi sao Thủy vẫn có thể quay trở lại sao Thủy nhờ tác dụng của gió Mặt Trời cùng với phân rã phóng xạ và bụi từ các vi thiên thạch.

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

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker