Bước tới nội dung

Thành viên:WhatisMars/nháp

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Ngôi saoMặt Trời (loại G)[1]
Hành tinh
Hành tinh lùn
Vệ tinh tự nhiên293 (vệ tinh của hành tinh và Pluto)[2]
Hành tinh vi hình1.399.379 (từ dịch từ minor planet)[2]
Sao chổi3.969[2]
Thông số
Tuổi4,568 tỉ năm[3]
Sao gần nhấtCận Tinh (4,2465 năm ánh sáng)[4]
Vị tríNhánh Orion của Ngân Hà[5]
Các mốc quan trọng
Vành đai tiểu hành tinhtập trung từ 2,1 đến 3,3 AU[6]
Vành đai Kuipertừ 30 AU[7] đến 50–70 AU[8]
Điểm kết thúc thái dương quyển120 AU (theo dữ liệu tàu Voyager 1)[9]
Điểm kết thúc quyển Hill180.000 (0,865 parsec)[10] –
230.000 AU (1,1 parsec)[11]
Quỹ đạo trong Ngân Hà
Độ nghiêng quỹ đạo60°, hoàng đạo đến mặt phẳng thiên hà[ghi chú 1][12]
Khoảng cách đến trung tâm Ngân Hà24.000–28.000 năm ánh sáng[13]
Tốc độ quay720,000 km/h[14]
Thời gian quay230 triệu năm[14]

Hệ Mặt Trời là hệ hành tinh của Mặt Trời, bao gồm Mặt Trời và các thiên thể xung quanh. Các thiên thể nằm trong hệ Mặt Trời có thể kể đến như hành tinh, hành tinh lùn, vệ tinh, sao chổi, vân vân.[15]

Mặt Trời là ngôi sao loại dãy chính nằm ở chính giữa hệ Mặt Trời. Các nhà thiên văn học thường chia hệ Mặt Trời thành ba vùng. Vùng trong cùng bao gồm 4 hành tinh đất đá (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa) và vành đai tiểu hành tinh nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc. Vùng phía giữa chứa 2 hành tinh khí (Sao Mộc và Sao Thổ), 2 hành tinh băng (Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương), và vành đai Kuiper nằm ngay bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Vùng ngoài cùng của hệ Mặt Trời hiện tại còn nhiều điều bí ẩn, được cho là chứa rất nhiều hành tinh lùn và thiên thể nhỏ băng giá chưa được tìm thấy.

Qua nhiều thế kỷ nghiên cứu thiên văn, thuyết nhật tâm Copernicus của Nicolaus Copernicus đã được cải tiến thành thuyết hệ Mặt Trời hiện đại. Theo hiểu biết hiện nay của các nhà thiên văn, hệ Mặt Trời của chúng ta chỉ là một trong rất nhiều hệ hành tinh nằm quanh các ngôi sao khác, cùng nhau chuyển động trong Ngân Hà. Bằng chứng từ các bao thể trong thiên thạch cho thấy hệ Mặt Trời được hình thành khoảng 4,55 tỷ năm trước, khi một phần của đám mây phân tử sụp vào, tạo thành Mặt Trời sơ khai và đĩa tiền hành tinh. Các nghiên cứu về hệ Mặt Trời giúp con người hiểu rõ ảnh hưởng của thiên thạch đâm vào Trái Đất, điều kiện phát triển sự sống ngoài Trái Đất, phát triển ngành du hành vũ trụ, và có thêm hiểu biết vị thế của con người trong vũ trụ.

Lịch sử nghiên cứu

[sửa | sửa mã nguồn]

Tri thức về hệ Mặt Trời được bồi đắp qua nhiều thế kỷ bởi các nhà khoa học và sau này các nhà thiên văn học. Bằng mắt thường, con người chỉ quan sát được 5 hành tinh: Sao Thuỷ, Sao Kim, Sao Hoả, Sao Mộc và Sao Thổ.[16] Người phương Đông và Việt Nam dựa vào Ngũ hành để đặt tên cho 5 hành tinh và 5 nguyên tố cơ bản: Thủy, Kim, Hỏa, Mộc, và Thổ. Từ hệ thống Ngũ Hành này thì phát triển ra vô vàn quan niệm khác về các hành tinh.[17] Thuyết địa tâm trong cuốn Almagest bởi Plolemy đã thống trị thế giới phương Tây từ giữa thế kỉ 2 đến thế kỉ thứ 14–15.[18] Cho đến thế kỉ thứ 16, các nên văn minh từ phương Tây đến phương Đông đều coi Trái Đất đứng yên, nằm chính giữa vũ trụ, và là một thực thể tách biệt khỏi thiên cầu.[19]

Vào thời Phục Hưng, Nicolaus Copernicus đưa ra thuyết nhật tâm Copernicus, cho rằng Trái Đất và các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời theo hình tròn.[20] Johannes Kepler cải tiến thuyết nhật tâm bằng cách cho quỹ đạo có hình elip. Với dữ liệu quan sát chính xác từ Tycho Brahe, Kepler đã tạo ra bảng Rudolf mà tuyên đoán vị trí chính xác của các hành tinh vào nhiều thời điểm. Độ chính xác của bảng và thuyết nhật tâm được khẳng định khi Pierre Gassendi sử dụng bảng này để tìm sao Thủy đi qua Mặt Trời năm 1631 và Jeremiah Horrocks tìm sao Kim đi qua Mặt Trời năm 1639.[21]

Vào thế kỷ 17, Galileo sử dụng kính thiên văn để phát hiện ra rằng sao Mộc có bốn vệ tinh quay quanh và quan sát được các dãy núi và các miệng núi lửa do va chạm trên Mặt Trăng.[22] Vào năm 1677, Edmund Halley nhận ra rằng thị sai của hành tinh với Mặt Trời có thể được sử dụng để xác định khoảng cách giữa Trái Đất, sao Kim và Mặt Trời bằng phương pháp lượng giác.[23] Isaac Newton, trong tác phẩm vĩ đại Principia Mathematica năm 1687, chứng minh rằng định luật về chuyển động và lực hấp dẫn đều áp dụng chung cho Trái Đất và các thiên thể. Vì vậy định luật của ông được đặt tên là định luật vạn vật hấp dẫn.[24]

Thế kỉ 18 và 19 có nhiều đột phá trong thiên văn học. Năm 1705, Halley nhận ra rằng các lần quan sát sao chổi đều là một vật thể quay trở lại sau 75–76 năm. Ngày nay ta gọi sao chổi này là sao chổi Halley. Đây là bằng chứng đầu tiên cho thấy rằng có các vật thể không phải hành tinh quay quanh Mặt Trời.[25] Sao Thiên Vương, dù đã được quan sát từ năm 1690, được công nhận là hành tinh ngoài quỹ đạo sao Thổ vào năm 1783.[26] Sao Hải Vương được xác định là một hành tinh vào năm 1846 nhờ vào tính toán tương tác hấp dẫn với quỹ đạo của sao Thiên Vương.[27] Tiểu hành tinh đầu tiên được phát hiện là Ceres bởi Giuseppe Piazzi vào năm 1801.[28] Sau 65 năm, tiểu hành tinh thứ 100 được tìm thấy vào năm 1868.[29]

Thiên văn học thế kỷ 20 được đánh dấu bằng sự phát triển công nghệ không gian và máy tính, biến việc học hỏi hệ Mặt Trời thành khoa học thực nghiệm.[30] Con người bắt đầu đặt kính thiên văn lên quỹ đạo vũ trụ từ những năm 1960[31] và đến năm 1989 sau khi tàu Voyager 2 bay qua Sao Hải Vương, con người đã chụp ảnh tất cả 8 hành tinh.[32] Ngoài ra, các tàu thám hiểm không gian đã thăm hai hành tinh lùn (Sao Diêm Vương và Ceres),[33][34] bay qua nhật hoa của Mặt Trời,[35] và mang về mẫu vật từ các sao chổi[36] và tiểu hành tinh.[37] Các phát hiện từ tàu không gian một lần nữa thay đổi nhận thức của ta về hệ Mặt Trời bằng cách thúc đẩy việc định nghĩa từ hành tinh và hành tinh lùn năm 2006[38] và hướng mục tiêu nghiên cứu đến các đối tượng nằm ngoài quỹ đạo Sao Hải Vương.[39]

Vận động hệ Mặt Trời

[sửa | sửa mã nguồn]
Quỹ đạo của các hành tinh và một số hành tinh lùn. Bốn hành tinh phía trong được phóng to ở góc dưới bên trái.

Bản chất vật động của hệ Mặt Trời là bài toán n vật thể về tương tác hấp dẫn.[40] Trên thời gian vài chục năm thì quỹ đạo của vật thể trong hệ có thể dự đoán được bằng mô hình số, nhưng trong thời gian dài, hệ hành tinh có thể thay đổi do ảnh hưởng của nhiễu loạn lên chuyển động quỹ đạo.[41]

Đến một mức độ chính xác nhất định, định luật Kepler số 1 mô tả quỹ đạo chuyển động của các vật thể trong hệ Mặt Trời. Các hành tinh trong hệ Mặt Trời chuyển động theo quỹ đạo elip có tâm sai rất bé (nói nôm na là quỹ đạo tròn, ít dẹt), nhận Mặt Trời làm tiêu điểm. Ngược lại, hầu hết các sao chổi có quỹ đạo hình elip rất dẹt. Trong một số trường hợp, do nhiễu loạn hành tinh nên quỹ đạo của một số sao chổi là hyperbol, sau khi đi qua Mặt Trời thì chúng thoát ra khỏi hệ Mặt Trời.[42]

Hoạt hình chuyển động của hành tinh trong hệ Mặt Trời.

Một số đặc điểm đáng kể của vận động hệ Mặt Trời gồm có:

  • Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời cùng chiều với chiều tự quay của Mặt Trời. Các hành tinh có mômen động lượng lớn hơn mômen động lượng của Mặt Trời[43] (khoảng 2%).
  • Trừ Sao Thuỷ, quỹ đạo của các hành tinh gần như tròn và đều có độ nghiêng quỹ đạo thấp. Hướng và góc của quỹ đạo sao chổi chu kỳ dài khác với quỹ đạo của các hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh và sao chổi chu kỳ ngắn.[43]
  • Trừ Sao Kim và Sao Thiên Vương, hầu hết các hành tinh quay theo chiều thuận kim đồng hồ. (đọc thêm tại Chuyển động thuận và nghịch)[43]
  • Hầu hết các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh chuyển động theo chiều chuyển động của hành tinh và gần như trong cùng mặt phẳng xích đạo của hành tinh.[43] Hầu hết vệ tinh tự nhiên lớn (ví dụ như Mặt Trăng của Trái Đất) bị 'khóa thủy triều', tức là một mặt luôn hướng về hành tinh mẹ.[44]

Trong các hình vẽ hệ Mặt Trời, người ta hay phóng đại Mặt Trời và các hành tinh vì nếu vẽ chuẩn tỉ lệ, các vật thể sẽ không thể nhìn thấy được. Ở Hà Nội năm 2023 đã từng có mô hình hệ Mặt Trời chuẩn tỉ lệ, kéo dài hơn 8 kilômét từ công viên Thống Nhất đến vườn bách thảo Hà Nội. Với tỉ lệ này thì đường kính của Mặt Trời là 2,35 mét, Trái Đất là 2,2 centimét và Sao Diêm Vương chỉ có đường kính là 4 milimét.[45]

Mặt Trời

[sửa | sửa mã nguồn]
Một số vết quan trắc của Mặt Trời: hạt sáng, vết đen, vết sáng.

Mặt Trời nằm ở trung tâm hệ Mặt Trời và là vật thể nặng nhất, chiếm đến 99.8% tổng khối lượng của các vật thể trong hệ[46] và có đường kính lớn hơn Trái Đất 109 lần.[47] Khoảng 98% Mặt Trời được cấu tạo từ hydro và heli,[47] khi ở trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao ở trong lòng Mặt Trời thì xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, giải phóng một nguồn bức xạ khổng lồ và ổn định. Phản ứng tổng hợp hạt nhân kết hợp hạt nhân hydro và heli để tạo ra hạt nhân nguyên tố nặng hơn.[48] Ngoài ra, Mặt Trời còn giải phóng neutrino khi phản ứng chuỗi proton-proton, neutrino là hạt rất ít khi tương tác với vật chất bình thường.[49]

Bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời được gọi là quang cầu, gồm có rất nhiều hạt sáng với kích thước lớn nhất là 1500 km. Cấu trúc đối lưu của hạt sáng là chứng cớ về sự tồn tại của vùng đối lưu ở phía dưới quang cầu.[50] Hai lớp phía trên quan cầu là sắc cầu và nhật hoa, nơi mà diễn ra nhiều hoạt động mà ta có thể nhìn thấy từ Trái Đất, ví dụ như vết đen Mặt Trời, bùng nổ Mặt Trời, sự phun trào nhật hoa, vân vân.[51][52]

Mặt Trời có chu kì hoạt động khoảng 11 năm,[53] bao gồm cực tiểu và cực đại hoạt động Mặt Trời.[54] Dựa trên nguồn bức xạ ánh sáng, Mặt Trời được xếp loại là sao dãy chính loại G2V.[48] Mặt Trời có nhiệt độ trung bình so với các ngôi sao khác. Các ngôi sao dãy chính nóng hơn Mặt Trời có độ sáng cao hơn nhưng lại có tuổi thọ ngắn hơn. Những ngôi sao sáng và nóng hơn Mặt Trời thì hiếm, trong khi các sao lùn đỏ bé và mát hơn Mặt Trời thì chiếm khoảng 75% sao trong Ngân Hà.[55] Mặt Trời là một ngôi sao thuộc quần thể I vì Mặt Trời được hình thành trong nhánh của Ngân Hà và có nhiều nguyên tố nặng hơn hydro và heli (được gọi là "kim loại" trong thuật ngữ thiên văn) so với các ngôi sao quần thể II cũ hơn ở phần rìa Ngân Hà.[56] Các hành tinh đất đá được cho là hình thành từ quá trình tích tụ 'kim loại' trong đĩa tiền hành tinh.[57]

Môi trường không gian hệ

[sửa | sửa mã nguồn]
Một số hạt điện tích ở vành nhật hoa được phóng ra để trở thành gió Mặt Trời.

Ngoài ánh sáng và dòng neutrino, Mặt Trời phát ra một dòng plasma các hạt mang điện được gọi là gió Mặt Trời, gồm có electron, proton, hạt alpha và các hạt nhân nguyên tử khác.[58] Gió Mặt Trời lan ra ngoài với tốc độ từ 900.000 km/h đến 2.880.000 km/h, lấp đầy khoảng chân không giữa các thiên thể trong hệ Mặt Trời.[59]

Các hạt mang điện từ gió Mặt Trời quanh hệ Mặt Trời tạo ra bầu vật chất mang tên thái dương quyển, kéo dài từ ranh giới nhật hoa khoảng 18 bán kính Mặt Trời (0,084 AU)[60] cho đến khoảng 120 AU theo dữ liệu của tàu Voyager 1.[9] Sự tương tác của các hạt trong gió Mặt Trời và trường từ Trái Đất dẫn đến hiện tượng cực quang được nhìn thấy gần cực Bắc và Nam Trái Đất.[61]

Thiên thạch là vật thể nhỏ từ 30 micrômét tới khoảng 1 mét,[62] rất phổ biến trong không gian hệ Mặt Trời. Hầu hết thiên thạch được hình thành từ sự phân rã của sao chổi và tiểu hành tinh, còn một vài thiên thạch được hình thành từ các mảnh vụn va chạm từ hành tinh. Phần lớn thiên thạch được làm từ silicat và các kim loại nặng như niken và sắt.[63] Gần quỹ đạo Trái Đất cũng có rất nhiều thiên thạch, một số đám thiên thạch là nguồn gốc của các mưa sao băng trong khí quyển.[64] Nhỏ hơn nữa là bụi vũ trụ nằm rải rác trong không gian.[65] Theo định nghĩa của Liên đoàn Thiên văn Quốc tế, các vật thể bé hơn tiểu hành tinh được gọi là thiên thạch còn các vật thể bé hơn thiên thạch được gọi chung là bụi, tuy nhiên ở đây không có ranh giới thật sự rõ ràng giữa ba cụm từ.[62]

Bốn hành tinh đất đá

[sửa | sửa mã nguồn]
Bốn hành tinh đất đá: Sao Thuỷ, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hoả.

Các hành tinh đất đá có kích thước bé và có khổi lượng riêng tương đối lớn. Các hành tinh này được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố nặng như sắt, silicat, magiê.[66] Những hành tinh này đều có hố va chạm và có hiện tượng kiến tạo, chẳng hạn như thung lũng và núi lửa.

  • Sao Thủy (0,31–0,59 AU từ Mặt Trời)[7] là hành tinh gần Mặt Trời nhất. Sao Thủy có cao nguyên và miệng núi lửa do va chạm thiên thạch chồng lên nhau.[67] Vài tỉ năm trước, bề mặt Sao Thủy có núi lửa phun trào, tạo ra các đồng bằng bazan mịn tương tự như ở Mặt Trăng.[68] Nhiệt độ trên bề mặt giữa ngày và đêm chênh nhau hơn 600°C. Cấu tạo của hành tinh bao gồm khoảng 70% kim loại nằm chủ yếu ở lõi và 30% silicat ở lớp ngoài. Sao Thủy có lớp khí quyển siêu mỏng, được duy trì bởi nguyên tử sinh ra do gió Mặt Trời, sự bốc hơi của lớp băng đá hay các thiên thạch rơi vào. Sao Thủy không có vệ tinh tự nhiên nào.[67]
  • Sao Kim (0,72–0,73 AU)[7] có khí quyển siêu dày, chứa chủ yếu là khí cacbonic và có mây chứa các hạt chất lỏng axit nhỏ li ti phản xạ lại ánh sáng Mặt Trời. Chính lớp mây này biến Sao Kim thành thiên thể sáng thứ 3 sau Mặt Trời và Mặt Trăng. Do hiệu ứng nhà kính từ khí cacbonic, tại bề mặt Sao Kim có áp suất lớn gấp 95 lần khí quyển Trái Đất và nhiệt độ 480°C.[69] Sao Kim không có từ quyển bảo vệ để chống lại gió Mặt Trời, điều này cho thấy bầu khí quyển được duy trì nhờ hoạt động núi lửa.[70] Khoảng 90% bề mặt Sao Kim được phủ bởi dung nham.[69] Sao Kim không có vệ tinh tự nhiên.[71]
  • Trái Đất (0.98–1.02 AU)[7] là nơi duy nhất trong vũ trụ ta biết mà có sự sống và nước ở trạng thái lỏng trên bề mặt.[72] Khoảng 78% bầu khí quyển của Trái Đất là nitơ và 21% là oxy, còn 1% là các chất khí khác. Hành tinh của ta có hệ thống khí hậu và thời tiết phức tạp với các vùng khí hậu đặc trưng riêng.[73] Ba phần tư bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi biển, một phần tư còn lại được bao phủ bởi thảm thực vật, sa mạc và băng.[74] Từ quyển của Trái Đất bảo vệ bề mặt khỏi tia vũ trụ, góp phẩn bảo vệ bầu khí quyển và sự sống.[75] Trái Đất có 1 vệ tinh là Mặt Trăng.
  • Sao Hỏa (1.38–1.67 AU) có bán kính khoảng một nửa so với Trái Đất.[7] Hầu hết bề mặt hành tinh có màu đỏ do oxit sắt,[76] hai vùng cực được phủ bởi lớp băng trắng làm từ nước và cácbon dioxít.[77] Sao Hỏa có một bầu khí quyển chủ yếu là cácbon dioxít với áp suất bề mặt chỉ bằng 0,6% so với áp suất của Trái Đất, vừa đủ để xuất hiện một số hiện tượng thời tiết trên khí quyển.[78] Trên Sao Hỏa có các đồng bằng, cao nguyên và các miệng núi lửa. Có một thung lũng lớn dài 5000km, rộng 200km và sâu 7km nằm trên Sao Hỏa tên là Valles Marineris, ngoài ra Sao Hỏa có núi lửa cao nhất hệ Mặt Trời tên là Olympus Mons.[79] Hoả tinh có 2 vệ tinh là Deimos và Phobos.

Tiểu hành tinh

[sửa | sửa mã nguồn]
Các nhóm tiểu hành tinh: vành đai tiểu hành tinh, nhóm Troia, cộng hưởng quỹ đạo.

Các tiểu hành tinh chủ yếu được cấu thành từ các khoáng chất carbon, đá và kim loại, với một số chứa băng. Chúng có kích thước từ vài mét đến hàng trăm kilômét. Nhiều tiểu hành tinh được chia thành các nhóm và gia đình dựa trên các đặc điểm quỹ đạo của chúng. Một số tiểu hành tinh có vệ tinh tự nhiên quay quanh, tức là các tiểu hành tinh quay quanh những tiểu hành tinh lớn hơn.

Vành đai tiểu hành tinh chiếm một vùng hình torus nằm giữa khoảng 2,3 và 3,3 AU từ Mặt Trời, nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc. Người ta cho rằng đây là những tàn dư từ quá trình hình thành Hệ Mặt Trời mà không thể kết tụ lại do ảnh hưởng hấp dẫn của Sao Mộc. Vành đai tiểu hành tinh chứa hàng chục nghìn, có thể lên đến hàng triệu, vật thể có đường kính trên một kilômét. Dù vậy, tổng khối lượng của vành đai tiểu hành tinh có khả năng không vượt quá một phần nghìn so với Trái Đất. Vành đai tiểu hành tinh rất thưa thớt; các tàu vũ trụ thường xuyên đi xuyên qua vành đai mà không bị đâm.

Hiện nay các nhà khoa học chỉ tìm thấy 1 hành tinh lùn nằm trong vùng tiểu hành tinh:

Bốn hành tinh khổng lồ

[sửa | sửa mã nguồn]
Jupiter and Saturn is about 2 times bigger than Uranus and Neptune, 10 times bigger than Venus and Earth, 20 times bigger than Mars and 25 times bigger than Mercury
Bốn hành tinh khủng lồ: Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương

Các hành tinh khổng lồ có kích thước lớn nhưng lại có khôi lượng riêng bé, được cấu tạo chủ yếu từ các khí như hyđrô, hêli, cacbonic.[66] Tất cả 4 hành tinh khổng lồ đều có hệ thống vành đai, được tạo bởi hạt bụi và hòn đá nhỏ. Vành đai của Sao Thổ có thể nhìn thấy được qua kính thiên văn tại Trái Đất, còn vành đai của các hành tinh khác thì được phát hiện bằng phi thuyền vũ trụ.[80]

Vành đai Kuiper

[sửa | sửa mã nguồn]
Bài chi tiết: Vành đai Kuiper
Các vật thể trong vành đai Kuiper (được đánh dấu bằng chấm màu xanh nhạt).

Vành đai Kuiper là đĩa vật chất nằm xa hơn quỹ đạo của các hành tinh, mở rộng từ quỹ đạo Sao Hải Vương (cách Mặt Trời 30 AU) tới bán kính khoảng 50 AU. Thiên thể đầu tiên được phát hiện dẫn tới việc xác nhận sự tồn tại của vành đai này là (15760) 1992 QB1. Nó được phát hiện vào năm 1992 bởi nhà thiên văn David Jewitt cùng với nghiên cứu sinh của ông là Jane Lưu. Từ đó đến nay đã có hơn một nghìn đối tượng thuộc vành đai này được phát hiện, và người ta cho rằng vành đai này có thể có hơn 100.000 đối tượng có đường kính lớn hơn 100 km. Một số vệ tinh trong hệ Mặt Trời, như Triton của Sao Hải Vương và Phoebe của Sao Thổ, đều được cho là có nguồn gốc từ vành đai này.[39]

Vành đai được cho là tập hợp gồm những mảnh vật chất có nguồn gốc từ một đĩa tiền hành tinh quanh Mặt Trời, tuy nhiên vật chất từ đĩa này không thể cô lại để tạo thành hành tinh. Vành đai Kuiper rộng hơn nhiều vành đai tiểu hành tinh 20 lần. Cách xa Mặt Trời và các hành tinh lớn, vành đai Kuiper được cho là tương đối ít bị ảnh hưởng bởi các quá trình biến đổi, cho nên xác định thành phần của chúng có thể cung cấp cho chúng ta thông tin về sự hình thành hệ Mặt Trời. Hầu hết các tiểu hành tinh trong đai Kuiper gồm một lượng lớn methan, amonia và nước đóng băng. Sau chuyến thăm bởi New Horizons, vành đai Kuiper là một mục tiêu hấp dẫn mà các tàu thăm dò trong tương lai sẽ hướng đến.[39]

Vành đai Kuiper chứa 5 hành tinh lùn đã biết cho tới nay:

Các vật thể ngoài vành đai Kuiper

[sửa | sửa mã nguồn]
Các vật thể trong đĩa phân tán nằm ngoài vành đai Kuiper.

Trước đây vành đai Kuiper được cho là nơi bắt nguồn của các sao chổi chu kỳ ngắn, với chu kỳ quỹ đạo ít hơn 200 năm. Tuy nhiên, nghiên cứu từ giữa thập niên 1990 đã cho thấy nguồn gốc chính xác của sao chổi là ở đĩa phân tán, một khu vực nằm bên ngoài vành đai Kuiper. Đĩa phân tán là một vùng với mật độ thưa thớt, chồng lên vành đai Kuiper nhưng mở rộng ra xa hơn 100 AU. Các vật thể của đĩa phân tán có quỹ đạo elip rất dẹt và rất nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo.[84] Hiện tại các nhà khoa học tìm thấy 3 hành tinh lùn trong khu vực này:

Hệ Mặt Trời trong vũ trụ

[sửa | sửa mã nguồn]
Khu vực ở được của các hành tinh hệ Mặt Trời, TRAPPIST-1 và các hệ khác.

So sánh với các loại hành tinh hay được tìm thấy ở các hệ sao khác, hệ Mặt Trời của ta thiếu hành tinh có quỹ đạo bé hơn Sao Thuỷ và "siêu Trái Đất", tức là hành tinh có kích thước lớn hơn nhiều lần Trái Đất.[85] Giống như các hệ hành tinh khác, hệ Mặt Trời có vùng sống được, bao gồm Trái Đất, nơi nhiệt độ bề mặt và khí quyển cho phép sự tồn tại của nước ở trạng thái lỏng.[86] Một số vệ tinh quanh 4 hành tinh khổng lồ có thể có đại dương ngầm mà cho phép sự tồn tại của sự sống.

Lịch sử hình thành

[sửa | sửa mã nguồn]
Xem thêm: Sự hình thành và tiến hóa của Hệ Mặt Trời
Sự thai nén của đám mây khí đã tạo nên Mặt Trời sơ khai và đĩa tiền hành tinh.

Nhờ các bao thể trong thiên thạch cổ xưa, ta biết rằng hệ Mặt Trời được hình thành 4,568 tỷ năm trước từ đám mây phân tử (nói nôm na là tinh vân).[3] Đám mây này chủ yếu bao gồm hydro, heli và một lượng nhỏ các nguyên tố nặng hơn được tổng hợp bởi các thế hệ sao trước.[87] Đám mây phân tử này có thể rộng đến vài năm ánh sáng[88] và sinh ra nhiều ngôi sao khác trước khi sinh ra hệ Mặt Trời.[89] Khi đám mây này bắt đầu suy sụp hấp dẫn, định luật bảo toàn mô men động lượng nói rằng đám mây sẽ bắt đầu quay nhanh hơn. Trung tâm đám mây bắt đầu nóng lên vì đây là nơi mà phần lớn vật chất tập trung lại.[90] Đám mây phân tử bắt đầu co lại thành đĩa tiền hành tinh có đường kính khoảng 200 AU[91] và tiền sao nóng (sau này thành Mặt Trời).[92] Các hành tinh bắt đầu hình thành từ quá trình tích tụ đĩa tiền hành tinh, bụi và khí kết hợp lại để tạo thành các khối lớn hơn dưới tác động của trọng lực.[93]

Hàng trăm phôi hành tinh có thể đã tồn tại trong hệ Mặt Trời sơ khai, nhưng nhiều trong số chúng đã hợp nhất, phá hủy hoặc bị đẩy ra ngoài trong quá trình phát triển hệ Mặt Trời. Ở gần Mặt Trời hình thành nên các hành tinh đất đá (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa) do chỉ có kim loại và silicat có thể tồn tại thể rắn ở khoảng cách này. Bởi vì kim loại và silicat chỉ chiếm một phần nhỏ trong đĩa tiền hành tinh, các hành tinh đất không thể phát triển quá giới hạn nhất định. Các hành tinh khổng lồ (Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương) hình thành ở xa hơn, nơi mà các chất bình thường là thể khí thì ở dạng rắn. Vật liệu khí hình thành các hành tinh này nhiều hơn so với kim loại và silicat hình thành các hành tinh đất đá, cho phép các hành tinh khủng lồ phát triển đủ bầu khí quyển hydro và heli. Các mảnh vụn còn sót lại tụ tập ở những vùng như vành đai tiểu hành tinh, vành đai Kuiper và đám mây Oort.[94]

Trong vòng 50 triệu năm, áp suất và mật độ hydro ở trung tâm Mặt Trời trở nên đủ lớn để bắt đầu quá trình tổng hợp hạt nhân.[95] Mặt Trời lúc mới sinh ra có độ sáng chỉ đạt khoảng 70% so với hiện tại[96] do khi heli tích tụ tại lõi, Mặt Trời càng trở nên sáng hơn.[97] Nhiệt độ, tốc độ phản ứng, và áp suất tăng lên cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng áp suất nhiệt–lực hấp dẫn. Mặt Trời đã trở thành ngôi sao thuộc dãy chính.[98] Gió Mặt Trời tạo ra thái dương quyển và quét sạch phần còn lại của đĩa tiền hành tinh ra không gian liên sao.[97] Các tương tác hấp dẫn giữa các hành tinh khiến hành tinh di chuyển vào các quỹ đạo khác nhau. Điều này dẫn đến sự không ổn định của quỹ đạo hành tinh, khiến quỹ đạo của hành tinh nhỏ được nới rộng và đưa các hành tinh khí vào quỹ đạo hiện tại.[99]

Các vật thể trong hệ Mặt Trời có sự chuyển động ổn định, nằm trong quỹ đạo cô lập và bị ràng buộc bởi các tương tác hấp dẫn giữa các vật thể.[100] Có khả năng rất bé rằng một ngôi sao khác sẽ đi xuyên qua hệ Mặt Trời trong vài tỷ năm tới. Mặc dù điều này có thể gây mất ổn định và dẫn đến các hành tinh bị đẩy ra và va chạm lẫn nhau, nhiều khả năng Hệ Mặt Trời vẫn sẽ giữ nguyên trạng thái vận động như hiện nay.[101]

Mặt Trời hiện tại so với kích thước cực đại khi trở thành sao khổng lồ đỏ.

Khoảng 5 tỷ năm nữa, khi lượng hydro trong lõi Mặt Trời được chuyển hóa hoàn toàn thành heli, đây sẽ là dấu chấm hết của giai đoạn dãy chính Mặt Trời. Lõi Mặt Trời sẽ co lại, quá trình tổng hợp hydro sẽ diễn ra ở một lớp vỏ bao quanh lõi heli trơ, và năng lượng tỏa ra sẽ lớn hơn. Lớp ngoài của Mặt Trời sẽ phình ra 260 lần so với đường kính hiện tại và Mặt Trời sẽ trở thành sao khổng lồ đỏ. Tại cuối giai đoạn khủng lồ của Mặt Trời, bề mặt Mặt Trời sẽ nguội đi còn 2300°C,[102] so với 5500°C hiện nay.[103] Trong tương lại, sự phình ra của Mặt Trời sẽ nuốt chửng sao Thủy và sao Kim và có thể cả Trái Đất. Nhiều khả năng Trái Đất và sao Hỏa sẽ trở thành hành tinh dung nham.[104]

Mặt Trời sẽ đốt cháy heli trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều so với thời gian nó đốt cháy hydro trong lõi. Các phản ứng hạt nhân trong lõi sẽ suy yếu dần và lớp ngoài của Mặt Trời sẽ bị đẩy vào không gian, để lại sao lùn trắng đặc có khối lượng bằng một nửa khối lượng ban đầu của Mặt Trời nhưng chỉ có đường kính rộng bằng Trái Đất.[103] Các lớp ngoài bị đẩy ra có thể tạo thành tinh vân, trả lại một phần vật chất được làm giàu với các nguyên tố nặng hơn như carbon vào môi trường liên sao.[105]

Xem thêm

[sửa | sửa mã nguồn]

Chú thích

[sửa | sửa mã nguồn]
  1. ^ = 27° 07′ 42.01″ và = 12h 51m 26.282s là xích vĩ và xích kinh của cực bắc thiên hà. = 66° 33′ 38.6″ và = 18h 0m 00s là cực bắc hoàng đạo. Ta có: , = 60.19°.
  1. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 167.
  2. ^ a b c SSO JPL 2024.
  3. ^ a b Bouvier & Wadhwa 2010, tr. 637.
  4. ^ Brown et al. 2021, tr. A1.
  5. ^ Hurt 2017.
  6. ^ SSD JPL Kirkwood Gaps 2007.
  7. ^ a b c d e f g h i Williams Fact Sheet 2024.
  8. ^ Chiang et al. 2003.
  9. ^ a b Brown & Cook 2013.
  10. ^ Souami và đồng nghiệp 2020, tr. 4295.
  11. ^ Chebotarev 1964, tr. 622.
  12. ^ Reid & Brunthaler 2004, tr. 33.
  13. ^ Francis & Anderson 2014, tr. 1105–1114.
  14. ^ a b NASA Sun Facts 2024.
  15. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2016, tr. 168.
  16. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 8.
  17. ^ Bùi Dương Hải phần 1 chương 3.
  18. ^ Orrell 2012, tr. 24-25.
  19. ^ Orrell 2012, tr. 25–27.
  20. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 10.
  21. ^ LoLordo 2007, tr. 12, 27.
  22. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 12.
  23. ^ Chapman 2004, tr. 20, 21.
  24. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 13, 14.
  25. ^ Festou, Keller & Weaver 2004, tr. 3–16.
  26. ^ Bourtembourg 2013, tr. 377–387.
  27. ^ Bhatnagar, Vyasanakere & Murthy 2021, tr. 454–458.
  28. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 97.
  29. ^ JPL Dawn 2009.
  30. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 6.
  31. ^ Garner 2018.
  32. ^ Thu Thảo 2017.
  33. ^ An Khang 2019.
  34. ^ Thu Thảo 2018.
  35. ^ Đoàn Dương 2018.
  36. ^ Duy Linh 2016.
  37. ^ Hải Anh 2021.
  38. ^ Thanh Hà 2021.
  39. ^ a b c Đặng Vũ Tuấn Sơn 2017, tr. 158–160.
  40. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 32–34.
  41. ^ Lecar và đồng nghiệp 2001, Abstract.
  42. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 30.
  43. ^ a b c d Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 107.
  44. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2017, tr. 189–190.
  45. ^ VNSC 2023.
  46. ^ Cao An Biên & Đặng Vũ Tuấn Sơn 2023.
  47. ^ a b Stanford SOLAR Center 2008.
  48. ^ a b Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 164–173.
  49. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 175–176.
  50. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 173.
  51. ^ Trần Quốc Hà 2007, tr. 25, 26.
  52. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 185.
  53. ^ Trần Quốc Hà 2007, tr. 27.
  54. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2017, tr. 107,162.
  55. ^ Mejías et al. 2022, tr. A131.
  56. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2016, tr. 109–110.
  57. ^ Lineweaver 2001, tr. 307–313.
  58. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 54.
  59. ^ Kallenrode 2004, tr. 150.
  60. ^ Johnson-Groh 2021.
  61. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2017, tr. 107.
  62. ^ a b IAU Commission F1 2017, tr. 2.
  63. ^ National Geographic 2015.
  64. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2016, tr. 372.
  65. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2016, tr. 71.
  66. ^ a b Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 83.
  67. ^ a b Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 86–87.
  68. ^ Head & Solomon 1981, tr. 62–76.
  69. ^ a b Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 87–88.
  70. ^ Rincon 1999, tr. 87–88.
  71. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 81.
  72. ^ Nguyễn Quang Riệu 2020.
  73. ^ Đại học Quốc gia Hà Nội 2011, tr. 3–5.
  74. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 51, 84.
  75. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 54–56.
  76. ^ Peplow 2004.
  77. ^ Arizona State University 2022.
  78. ^ Gatling & Leovy 2007, tr. 301–314.
  79. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 90.
  80. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 96.
  81. ^ Nguyễn Đình Noãn 2013, tr. 91–92.
  82. ^ Rogers 1995, tr. 293.
  83. ^ SSD JPL lịch sử 2023.
  84. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2017, tr. 159–160.
  85. ^ Martin & Livio 2015, tr. 105.
  86. ^ Đặng Vũ Tuấn Sơn 2016, tr. 412.
  87. ^ Zeilik & Gregory 1998, tr. 207.
  88. ^ Portegies Zwart 2009, tr. L13–L16.
  89. ^ Adams 2010, tr. 55.
  90. ^ Zabludoff & Lecture 13.
  91. ^ Vorobyov 2011, tr. 146.
  92. ^ Greaves 2005, tr. 68–71.
  93. ^ Boss 2005, tr. L137.
  94. ^ Bennett 2020, Chapter 8.2.
  95. ^ Yi et al. 2001, tr. 417–437.
  96. ^ Shaviv 2003, tr. 1437.
  97. ^ a b Gough 1981, tr. 21–34.
  98. ^ Chrysostomou & Lucas 2005, tr. 29–40.
  99. ^ Crida 2009, tr. 215–227.
  100. ^ Malhotra, Holman & Ito 2001, tr. 12342,12343.
  101. ^ Raymond et al. 2023, tr. 6126–6138.
  102. ^ Schröder & Smith 2008, tr. 155–163.
  103. ^ a b Lide 2004, tr. 14–2.
  104. ^ Aungwerojwit, Gänsicke & Dhillon 2024, tr. 117–128.
  105. ^ Gesicki, Zijlstra & Miller Bertolami 2018, tr. 580–584.

Nguồn tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

Sách tiếng Việt:

  • Đặng Vũ Tuấn Sơn (2016). Từ điển Thiên văn học và Vật lý thiên văn. Tri Thức Trẻ Books và NXB Thanh Niên. ISBN 978-604-397-075-3.
  • Đặng Vũ Tuấn Sơn (2017). Trái Đất và Hệ Mặt Trời. Tri Thức Trẻ Books và NXB Thanh Niên. ISBN 978-604-397-074-6.
  • Trần Quốc Hà (2007). “Chu kì hoạt động Mặt Trời”. Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (10).
  • Nguyễn Đình Noãn (2013). Giáo Trình Vật Lý Thiên Văn, tái bản lần thứ nhất. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
  • Cuốn sách những kiến thức cơ bản về biến đổi khí hậu (PDF). Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi toàn cầu, Đại học Quốc gia Hà Nội. 2011.

Tài liệu trên mạng tiếng Việt:

Sách tiếng Anh:

  • Orrell, David (2012). Truth Or Beauty: Science and the Quest for Order. Yale University Press. ISBN 978-0300186611.
  • Rogers, John H. (1995). The Giant Planet Jupiter. Cambridge University Press. ISBN 978-0521410083.
  • LoLordo, Antonia (2007). Pierre Gassendi and the Birth of Early Modern Philosophy. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-511-34982-9. OCLC 182818133.
  • Festou, M. C.; Keller, H. U.; Weaver, H. A. (2004). “A brief conceptual history of cometary science”. Comets II. University of Arizona Press. Bibcode:2004come.book....3F. ISBN 978-0816524501.
  • Kallenrode, May-Britt (2004). Space Physics: An introduction to plasmas and particles in the heliosphere and magnetospheres (ấn bản thứ 3). Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-20617-0. OCLC 53443301.
  • Zeilik, Michael A.; Gregory, Stephen A. (1998). Introductory Astronomy & Astrophysics (ấn bản thứ 4). Saunders College Publishing. ISBN 0-03-006228-4.
  • Bennett, Jeffrey O. (2020). The Cosmic Perspective (ấn bản thứ 9). Hoboken, New Jersey: Pearson. ISBN 978-0-134-87436-4.
  • Lide, David R. biên tập (2004). “Properties of the Solar System”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (ấn bản thứ 85). CRC Press. ISBN 9780849304859.
  • Gatling, David C.; Leovy, Conway (2007). “Mars Atmosphere: History and Surface Interactions”. Trong Lucy-Ann McFadden; và đồng nghiệp (biên tập). Encyclopaedia of the Solar System.

Tài liệu trên mạng tiếng Anh:

Bài nghiên cứu:

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thành_viên:WhatisMars/nháp&oldid=71804778”