Thiên văn

Chia sẻ: Ngô Ý Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ Mặt Trời (cũng được gọi là Thái Dương Hệ) là một hệ hành tinh có Mặt Trời ở trung tâm và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của Mặt Trời, gồm 8 hành tinh chính quay xung quanh, 7 trong số các hành tinh này có vệ tinh riêng của chúng, cùng một lượng lớn các vật thể khác gồm các hành tinh lùn (như Diêm Vương Tinh), tiểu hành tinh, sao chổi, bụi và plasma.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiên văn

Thiên văn Hệ Mặt Trời (cũng được gọi là Thái Dương Hệ) là một hệ hành tinh có Mặt Trời ở trung tâm và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của Mặt Trời, gồm 8 hành tinh chính quay xung quanh, 7 trong số các hành tinh này có vệ tinh riêng của chúng, cùng một lượng lớn các vật thể khác gồm các hành tinh lùn (như Diêm Vương Tinh), tiểu hành tinh, sao chổi, bụi và plasma. So sánh kích thước của các hành tinh hệ Mặt Trời. Bao quát Từ trong ra ngoài, Hệ Mặt Trời gồm  Mặt Trời  Các hành tinh là Thủy Tinh, Kim Tinh, Trái Đất, Hỏa Tinh, Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh.  Ba hành tinh lùn là Ceres, Diêm Vương Tinh và Eris (được chính thức xếp loại hành tinh lùn kể từ tháng 8 năm 2006).  Ngoài cùng là Vòng đai Kuiper và Đám Oort. Các hành tinh còn có các vật thể bay quanh chúng như các vệ tinh tự nhiên, các vòng đai của vài hành tinh (như vành đai Sao Thiên Vương, vành đai Sao Thổ, ...), các vệ tinh nhân tạo. Các tiểu hành tinh cũng có các vệ tinh của chúng. Xen kẽ giữa các hành tinh có các thiên thạch và bụi cùng các sao chổi. Ngoài ra còn có nhật quyển (heliosphere), cấu trúc lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, được tạo thành từ ảnh hưởng của từ trường quay của Mặt Trời trên plasma, gọi là gió Mặt Trời, choán đầy không gian trong hệ Mặt Trời. Nó hình dạng hình cầu với giới hạn ngoài cũng chính là giới hạn của Hệ Mặt Trời. Cấu trúc hệ Mặt Trời
Khoảng cách trong Hệ Mặt Trời thường được đo bằng các đơn vị thiên văn. Một đơn vị thiên văn, viết tắt là AU, là khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời, hay 149.598.000 kilômét. Đa số các vật thể trên quỹ đạo quanh Mặt Trời đều nằm trong mặt phẳng quỹ đạo gần nhau, và gần mặt phẳng hoàng đạo, và cùng quay một hướng. Kích thước của quỹ đạo các hành tinh và cả vành đai tiểu hành tinh tuân gần đúng theo quy luật Titius-Bode, một quy luật gần đúng và có thể chỉ là trùng hợp ngẫu nhiên. Các vật thể trong Hệ Mặt Trời được chia thành ba vùng. Các hành tinh Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, vành đai các tiểu hành tinh chính và Sao Hỏa nhóm thành các hành tinh vòng trong, gọi là vùng I. Các hành tinh còn lại cùng các vệ tinh của chúng tạo các hành tinh vòng ngoài, vùng II. Vùng III gồm vùng của các vật thể bên kia của Hải Vương Tinh (Trans-Neptunian) như vành đai Kuiper, Đám Oort và vùng rộng lớn ở giữa.
Phân bố khối lượng Mặt Trời, một sao thuộc dãy chính G2, chiếm 99,86% khối lượng hiện được biết đến của cả hệ. Hai vật thể có đường kính lớn nhất của hệ, Sao Mộc và Sao Thổ, chiếm 91% phần còn lại (khoảng 0.1274% khối lượng cả hệ). Đám Oort có thể chiếm một phần đáng kể, nhưng hiện nay sự hiện diện của nó còn chưa được xác định. Gió Mặt Trời Mặt Trời phát ra một nguồn tia liên tục gồm các hạt có khối lượng, ở dạng plasma được biết đến như gió Mặt Trời. Nó tạo thành một vùng có áp suất thấp thâm nhập vào không gian giữa các hành tinh ở mọi hướng, vươn tới khoảng cách ít nhất là mười tỷ dặm tính từ Mặt Trời. Các lượng nhỏ gồm bụi cũng có mặt trong không gian giữa các hành tinh và gây ra hiện tượng ánh sáng hoàng đạo. Một số bụi có lẽ đến từ bên ngoài Hệ Mặt Trời. Sự ảnh hưởng của từ trường quay của Mặt Trời đối với không gian giữa các hành tinh tạo nên kết cấu lớn nhất trong Hệ Mặt Trời, gọi là nhật quyển. Gió Mặt Trời tiếp xúc với từ quyển của Trái Đất Các hành tinh vòng trong Bốn hành tinh kiểu Trái Đất (terrestrial planet) ở vòng trong có đặc trưng ở sự rắn đặc của chúng, được tạo thành từ đá. Chúng tạo được tạo thành trong những vùng nóng hơn gần Mặt Trời, nơi các vật liệu dễ bay hơi hơn đã bay mất chỉ còn lại những thứ có nhiệt độ nóng chảy cao, như silicate, tạo thành vỏ rắn của các hành tinh và lớp phủ bán lỏng bên ngoài, và như sắt, tạo thành lõi của các hành tinh này. Tất cả đều có các hố tạo ra bởi va chạm và nhiều đặc trưng kiến tạo bề mặt, như các thung lũng nứt rạn và các núi lửa. Chúng tự quay quanh trục chậm chạp và có rất ít hoặc không có vệ tinh nào cả. Tổng cộng cả nhóm chỉ có 3 vệ tinh. Với tính chất lí hóa gần như Trái Đất, nhóm hành tinh bên trong đều có bề mặt là đá (nên lưu giữ được nhiều dấu vết những vụ va chạm với các thiên thạch), nhưng chỉ trên Trái Đất mới có mặt các hợp chất hữu cơ. Sao Thuỷ, cách Mặt Trời 0,39 AU, là hành tinh nằm gần Mặt Trời nhất và cũng là hành tinh
nhỏ nhất và không điển hình nhất trong nhóm. Nó không có khí quyển và hiện nay vẫn chưa quan sát được các hoạt động địa chất. Cái lõi sắt to của nó gợi ý rằng nó từng có vỏ to lớn bên ngoài và cái vỏ đó đã bị lấy đi trong giai đoạn hình thành đầu tiên bởi trọng lực của Mặt Trời. Sao Kim, cách Mặt Trời 0,72 AU, là hành tinh kiểu Trái Đất thực sự. Giống như Trái Đất, Sao Kim có lớp vỏ silicate dày bao bọc bên ngoài lõi sắt, cũng như một khí quyền đáng kể và bằng chứng về hoạt động địa chất bên trong từng xảy ra trước kia, như các núi lửa. Nó khô hơn Trái Đất, và khí quyển của nó đậm đặc hơn Trái Đất 90 lần, tuy nhiên, chứa chủ yếu thán khí và axít sunfuric. Trái Đất, cùng vệ tinh tự nhiên Mặt Trăng, cách Mặt Trời 1 AU, là hành tinh lớn nhất trong nhóm bên trong. Trái Đất cũng là nơi duy nhất cho thấy những minh chứng rõ ràng về hoạt động địa chất đang diễn ra. Nó là hành tinh duy nhất có thủy quyển, kích thích sự hình thành các kiến tạo địa chất nhiều tầng. Khí quyền của nó khác biệt căn bản so với các hành tinh trong nhóm, nó đã biến đổi với sự hiện diện của sự sống và chứa 21% ôxi. Vệ tinh của Trái Đất, Mặt Trăng, thỉnh thoảng được coi là một hành tinh kiểu Trái Đất trong cùng quỹ đạo, bởi vì quỹ đạo của nó quay quanh Mặt Trời không bao giờ khép lại tròn một vòng khi quan sát từ bên trên. Mặt Trăng có nhiều đặc tính chung của những hành tinh kiểu Trái Đất khác, mặc dù nó không có lõi sắt bên trong. Sao Hoả, cách Mặt Trời 1,5 AU, nhỏ hơn Trái Đất và Sao Kim, có khí quyển loãng gồm thán khí. Bề mặt của nó, lỗ chỗ các núi lửa lớn và các rãnh thung lũng như các thung lũng Marineris, cho thấy rằng nó từng có các hoạt động địa chất và chứng cứ hiện nay cho thấy rằng có thể nó còn tiếp tục đển rất gần đây. Sao Hoả có hai mặt trăng nhỏ được cho rằng là các tiểu hành tinh bị nó tóm được. Vành đai tiểu hành tinh Tiểu hành tinh cũng là thiên thể chuyển động quanh Mặt Trời nhưng do có kích thước khá bé (vài chục đến vài trăm km) nên lực hấp dẫn tạo ra không ffủ để làm chúng có dạng hình cầu. Trong hệ Mặt Trời có khoảng 100,000 tiểu hành tinh, trong đó khoảng 10% đã được đặt tên. Đại đa số tập trung vào khoảng giữa sao Hỏa và sao Mộc. Các hành tinh vòng ngoài Các hành tinh vòng ngoài còn được gọi là những "ông khổng lồ khí" (gas giant), do chúng rất to lớn và chiếm đến 99% khối lượng bay quanh Mặt Trời. Kích thước khổng lồ của chúng và khoảng cách của chúng đến Mặt Trời có nghĩa là chúng có thể giữ lại đa phần hydro và heli bị đẩy ra từ vòng trong do quá nhẹ. Sao Mộc, cách Mặt Trời 5,2 AU, là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời. Nó có khối lượng gấp 318 lần Trái Đất, lớn gấp 2,5 lần khối lượng của tất cả các hành tinh khác gộp lại. Thành phần của nó gồm phần lớn gồm hydro và heli, không khác nhiều so với Mặt Trời. Ba trong số 63 vệ tinh của nó, Ganymede, Io và Europa, có các yếu tố chung với các hành tinh, như có núi lửa và nguồn nhiệt bên trong. Sao Mộc có một vành đai đá mờ.
Sao Thổ, cách Mặt Trời 9,5 AU, nổi tiếng vì hệ thống vành đai rộng của mình, có nhiều tính chất chung giống với Sao Mộc, như thành phần khí quyển, mặc dù khối lượng của nó nhỏ hơn nhiều, chỉ gấp 95 lần khối lượng Trái Đất. Hai trong số 49 vệ tinh của nó, Titan và Enceladus, có các dấu hiệu hoạt động địa chất, mặt dù chúng được tạo thành chính từ băng. Titan là vệ tinh duy nhất trong Hệ Mặt Trời có sự hiện diện của một khí quyển đáng kể. Sao Thiên Vương, cách Mặt Trời 16,9 AU, và Sao Hải Vương, cách Mặt Trời 30 AU, trong khi vẫn có nhiều đặc tính chung với các "ông khổng lồ khí" khác nhưng chúng giống nhau hơn so với Sao Mộc và Sao Thổ. Cả hai đều nhỏ, chỉ gấp 14 và 17 lần Trái Đất. Khí quyển của chúng chứa một phần trăm nhỏ hơn hydro và heli, và một phần lớn hơn "băng", như nước, amoniắc và mêtan. Vì lý do này một số nhà thiên văn cho rằng chúng thuộc đặc tính riêng của chúng, "các hành tinh kiểu Sao Thiên Vương", hay "các ông khổng lồ băng". Cả hai hành tinh đều có hệ vành đai tối và mỏng. Vệ tinh lớn nhất của Sao Hải Vương là Triton, có hoạt động địa chất. Vòng ngoài còn có các vật thể kiểu sao chổi có quỹ đạo kỳ lạ nằm trong vùng giữa Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, gọi là centaur. Centaur đầu tiên được khám phá là 2060 Chiron, đã được cho là sao chổi vì nó cho thấy một cái đuôi đang phát triển, hay đầu sao chổi, giống như các sao chổi thường thể hiện khi nó đến gần Mặt Trời. Vành đai Kuiper Vùng này, thực tế bắt đầu bên trong quỹ đạo Sao Hải Vương, là một vành đai gồm những mảnh vỡ, giống với vành đai các tiểu hành tinh nhưng được tạo thành chủ yếu từ băng và rộng lớn hơn. Nó nằm ở khoảng giữa 30 AU và 50 AU tính từ Mặt Trời. Vùng này được cho là nơi khởi nguồn của những sao chổi ngắn hạn, như sao chổi Halley. Mặc dù người ta ước tính có khoảng 70.000 vật thể ở vành đai Kuiper có đường kính lớn hơn 100km, tổng khối lượng của vành đai Kuiper rất nhỏ, có lẽ tương đương hay hơi lớn hơn khối lượng Trái Đất. Nhiều vật thể ở vành đai Kuiper có quỹ đạo bên ngoài mặt phẳng hoàng đạo. Sao Diêm Vương được coi là một phần của vành đai Kuiper. Giống như những vật thể khác trong vành đai, nó có quỹ đạo lệch tâm nghiêng 17 độ so với mặt phẳng hoàng đạo và ở khoảng cách từ 29,7 AU ở điểm cận nhật đến 49,5 AU ở điểm viễn nhật. Các vật thể thuộc vành đai Kuiper có quỹ đạo giống với Sao Diêm Vương được gọi là thiên thể kiểu Diêm Vương Tinh. Một số vật thể có quỹ đạo tương tự nhau cũng được gộp thành nhóm. Những vật thể còn lại của vành đai Kuiper với các quỹ đạo "truyền thống" hơn, được xếp vào loại thiên thể ngoài Sao Hải Vương (Cubewanos). Vành đai Kuiper có một khoảng trống rất rõ ràng. Ở khoảng cách 49 AU, số lượng các vật thể được quan sát thấy giảm sút, tạo thành "Vách đá Kuiper" và hiện vẫn chưa biết nguyên nhân của nó. Một số người cho rằng một thứ gì đó phải tồn tại ở phía ngoài vành đai và đủ lớn tới mức quét sạch mọi mảnh vỡ còn lại, có lẽ lớn như Trái Đất hay Sao Hoả. Tuy nhiên, quan điểm này vẫn còn gây tranh cãi.
Sự biểu diễn tưởng tượng của vành đai Kuiper và xa hơn là đám mây Oort. Sao Diêm Vương và Charon Sao Diêm Vương là một hành tinh lùn nằm trong vành đai Kuiper. Hiện vẫn còn đang tranh cãi liệu Charon có còn là một vệ tinh của Sao Diêm Vương hay được xếp loại thành một hành tinh lùn vì đây là một hệ kép. Đĩa phân tán Trải rộng hơn ra phía bên ngoài của Vành đai Kuiper là đĩa phân tán. Các vật thể của đĩa phân tán được cho rằng có cùng nguồn gốc với Vành đai Kuiper nhưng bị bắn vào các quỹ đạo thất thường hơn ở ngoài rìa. Một vật thể đặc biệt của đĩa phân tán là 2003 UB313, được tìm ra vào năm 2003 nhưng được khẳng định hai năm sau đó bởi Mike Brown (Caltech), David Rabinowitz (Đại học Yale) và Chad Trujillo (Gemini Observatory), đã khởi động lại cuộc tranh cãi cũ về cái gì tạo nên một hành tinh bởi vì nó lớn hơn Sao Diêm Vương tới 30%, với đường kính ước tính khoảng 1864 dặm. Hiện nay nó không có tên, nhưng được trao cho cái tên tạm là 2003 UB313; nó cũng được gọi là "Xena" bởi những người tìm ra nó, lấy tên một nhân vật truyền hình. Nó có nhiều điểm tương đồng với Sao Diêm Vương: quỹ đạo của nó rất lệch tâm, với điểm cận nhật là 38,2 AU (gần bằng khoảng cách của Sao Diêm Vương tới Mặt Trời) và điểm viễn nhật 97,6 AU, và nó rất nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo, tới 44 độ, hơn nhiều so với bất kỳ vật thể nào được biết đến trong Hệ Mặt Trời, trừ một vật thể mới được khám phá gần đây là 2004 XR190. Giống như Sao Diêm Vương, nó được tin rằng được cấu thành phần lớn từ đá và băng, và có
một mặt trăng. Tuy nhiên, việc nó và các vật thể lớn nhất trong vành đai Kuiper phải được coi là hành tinh hay Sao Diêm Vương phải bị xếp hạng lại là một thiên thể ngoài Hải Vương Tinh vẫn còn là vấn đề chưa được giải quyết. Các vùng ở xa hơn Điểm kết thúc của Hệ Mặt Trời và là điểm khởi đầu của không gian giữa các sao vẫn chưa được định nghĩa chính xác. Biên giới này là nới bằng hai áp suất đẩy ra của gió Mặt Trời cân bằng với lực hấp dẫn từ bên trong Hệ Mặt Trời. Nhật quyển trải rộng ra phía ngoài tạo thành một hình cầu vĩ đại có bán kính khoảng 95 AU, hay gấp ba lần bán kính quỹ đạo của Sao Diêm Vương. Rìa ngoài của hình cầu là điểm mà ở đó gió Mặt Trời va chạm với các loại gió đối nghịch khác của không gian giữa các sao. Ở đó gió đi chậm lại, đặc lại và trở nên rối loạn hơn, tạo thành một kết cấu hình bầu dục vĩ đại được gọi là nhật bao (heliosheath) có hình dáng và tính chất rất giống đuôi một sao chổi; trải dài ra bên ngoài thêm 40 AU nữa về phía gió sao, nhưng có đuôi về hướng ngược lại dài hơn rất nhiều lần. Biên giới bên ngoài của vỏ, là nhật mãn (heliopause), là điểm mà tại đó gió Mặt Trời cuối cùng cũng kết thúc, và tiến vào không gian liên hành tinh. Phía bên kia của heliopause, ở khoảng 230 AU, có hình cung, là một "đường rẽ nước" do Mặt Trời để lại khi nó di chuyển trong Ngân Hà. Nhưng cả điểm này cũng không được cho là bên ngoài Hệ Mặt Trời, vì lực hấp dẫn của Mặt Trời vẫn thống trị thậm chí cho tới Mây Oort. Đám mây Oort là một khối to lớn những vật thể đóng băng, hiện vẫn chỉ có tính giả thuyết, được cho là nguồn gốc của những sao chổi thời gian dài và bao quanh Hệ Mặt Trời giống như là một cái vỏ ở khoảng cách 50.000 đến 100.000 AU phía ngoài Mặt Trời, hay thậm chí là nửa đường đến hệ sao khác. Vì thế, đa phần của Hệ Mặt Trời vẫn còn chưa được nghiên cứu.
Các tàu Voyager đi vào heliosheath Trong dải Ngân Hà Hệ Mặt Trời là một phần của thiên hà có tên gọi là Ngân Hà (Sông sao) hay Milky Way (dòng sữa) (trong văn chương còn gọi là sông Ngân), đây là một thiên hà xoắn ốc với đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng chứa khoảng 200 tỷ ngôi sao, trong đó Mặt Trời của chúng ta là một ngôi sao thông thường điển hình. Hệ Mặt Trời nằm trong Bông Địa phương ở cánh tay của chòm sao Lạp Hộ thuộc Ngân Hà. Khoảng cách từ Hệ Mặt Trời tới tâm của Ngân Hà khoảng từ 25.000 đến 28.000 năm ánh sáng. Vận tốc của hệ Mặt Trời trên quỹ đạo là khoảng 220 km trên s, và nó hoàn thành một chu kỳ quay khoảng 226 triệu năm. Tại vị trí của Hệ Mặt Trời trong dải Ngân Hà thì vận tốc vũ trụ cấp bốn là khoảng 1.000 km/s (tính theo người quan sát ở Trái Đất). Hệ Mặt Trời có quỹ đạo rất không bình thường trong dải Ngân Hà. Nó vừa rất gần với quỹ đạo tròn vừa gần với khoảng cách chính xác mà từ đó vận tốc quỹ đạo phù hợp với vận tốc của các bước sóng nén tạo ra các nhánh xoắn ốc. Hệ Mặt Trời thuộc về nhánh trong các nhánh xoắn ốc có thể tạo thành sự sống giống như trên Trái Đất. Bức xạ từ các siêu tân tinh trong các nhánh
xoắn ốc trên lý thuyết có thể tiêu diệt hay ngăn cản mọi sự sống trên bề mặt các hành tinh. Khác với các phần còn lại của các nhánh xoắn ốc, Trái Đất có thể là một sự khác thường do nó có khả năng tạo thành các hình thái khác nhau của sự sống trên bề mặt của nó.