Vì sao vành ánh sáng của sao Thổ lại có dạng hình vành khuyên?
Sao Thổ là hành tinh thứ 6 quay quanh Mặt trời, người ta còn gọi sao Thổ là hành tinh ngoài, vì nó chuyển động quanh Mặt trời theo quỹ đạo bên ngoài quỹ đạo Trái đất. Quỹ đạo của sao Thổ và Trái đất gẩn như trên cùng một mặt phẳng, vành sáng sao Thổ nghiêng một góc 280 độ so với mặt phẳng hoàng đạo (mặt phẳng quỹ đạo của sao Thổ) nên có một phương hướng xác định.
Nếu vành sáng của sao Thổ lại nghiêng 90 độ thì phải 29 năm rưỡi, đúng thời gian sao Thổ chuyển động một vòng quanh Trái đất, ta mới thấy được vành sáng của nó. Nhưng điều đó là không thể được vì từ Trái đất nhìn lên sao Thổ, vành sáng của sao Thổ chỉ lấp lãnh dưới ánh sáng Mặt trời chiếu sáng vì ở phía đối diện bị che khuất thì không thấy gì nữa. Lúc đó chỉ còn là bóng tối.
Khi đọc các tài liệu nghiên cứu có liên quan đến các thiên thể, ta thấy rằng Trái đất ở bên trong của sao Thổ, hơn nữa sao Thổ lại ở rất xa Trái đất, nên đứng bất kỳ vị trí nào của Trái đất chỉ có thể thấy vành sáng sao Thổ khi ánh sáng Mặt trời chiếu vào. Người ta đã gửi các máy quan trắc bay về phía tối củ vành sao Thổ và từ đó gửi về mặt đất những bức ảnh quý giá. Trên các tấm ảnh, vành sáng sao Thổ là một hình vành khăn, hình vành khăn này cứ 15 năm sẽ đổi chiếc hình vành khăn về phía chúng ta một lẩn. Khi vành sáng nằm song song với tia nhìn của chúng ta thì cho dù kính viễn vọng cỡ lớn ta cũng không thể nhìn thấy được vành sáng.
Tại sao lại có mưa sao Băng?
Vào ban đêm, thường có thể nhìn thấy sao Băng trong bẩu trời loé sáng lên, thể sao Băng gây ra những hiện tượng này phẩn lớn đều chỉ bằng những chiếc kim nhọn. Khi thể sao Băng va chạm, cọ sát, đốt cháy rồi phát sáng với tẩng khí quyển thì nó trở thành tàn tro. Nếu thể sao Băng tương đối lớn thì khi chưa bị đốt cháy hết, phẩn còn lại sẽ rơi xuống mặt đất và trở thành sao băng. Mỗi lẩn sao Băng rơi xuống tương đối nhiều thì được gọi là mưa sao Băng.
Ngày 8 tháng 3 năm 1976, trận mưa sao Băng hiếm có trên thế giới đã rơi xuống tỉnh Cát Lâm, Trung Quốc.
Khoảng 3 giờ chiều hôm đó, một ngôi sao Băng nặng vài tấn khi đang bay với tốc dộ cao trên không thuộc khu vực thành phố Cát Lâm đã bị đốt cháy và phát sáng do va chạm với tẩng khí quyển dày đặc, hình thành một quả cẩu lửa lớn chói mắt. Quả cẩu lửa nhanh chóng phân chia thành một quả lớn và hai quả nhỏ rồi phóng thẳng từ Đông sang Tây và vang lên tiếng nổ như sấm, sau đó có tiếng phản hồi lại, tiếng sấm không ngừng, các ngôi sao Băng lớn nhỏ lẩn lượt rơi xuống giống như những hạt mưa rơi xuống ngoại ô phía Bắc thành phố Cát Lâm và các huyện Vĩnh Cát, Giao Hà, trở thành trận mưa sao Băng hiếm thấy trên thế giới ở tỉnh Cát Lâm.
Trận mưa sao Bằn ở Cát Lâm là trận mưa hiếm thấy trên thế giới được phân bố rộng nhất, số lượng nhiều nhất.
Khu vực “mưa” kéo dài tới 70.000 mét từ hướng Đông Tây và rộng hơn 8.000 mét theo hướng Nam Bắc, diện tích đạt tới 500.000 m2
Trong vài ngày ngắn ngủi, các nhân viên chuyên nghiên cứu hiện tượng này đã thu thập được hơn 100 mảng sao Băng nặng hơn 500 gram và vô số các mảnh vỡ nhỏ bé khác.
Tổng trọng lượng sao Băng rơi xuống lẩn này vào khoảng hơn 2600 kg. Trong đó “Sao Băng số 1” là ngôi sao Băng đá lớn nhất thu nhặt được trong lịch sử thế giới, nó nặng 1770 kg. Ngôi sao Băng đá này rơi trong phạm vi thôn Hoa Bì Xưởng, huyện Vĩnh Cát.
Hành trình của sao Băng
Ban đêm, trên bẩu trời thỉnh thoảng lại loé sáng tiếp đó một vật sáng trắng hình thành cánh cung rạch ngang bẩu trời và biến đi rất nhanh. Những người chứng kiến thốt lên: “Sao Băng”.
Truyền thuyết của Trung Quốc và một số nước châu Á đều thêu dệt nhiều câu chuyện ly kỳ về những ngôi sao băng. Trong đó, truyền thuyết phổ biến nhất cho rằng: mỗi người sống trên Trái đất tương ứng với một vì sao trên trời. Khi người nào chết, vì sao tương ứng với người đó sẽ rơi xuống đất.
Cách đặt vấn đề như vậy rõ ràng là không có cơ sở khoa học. Theo thống kê, trên Trái đất hiện có hơn 5 tỷ người đang sống, trong khi đó tổng số các vì sao trên trời kể cả những vì sao mắt thường không thấy được là hơn 100 tỷ. Hơn nữa, nếu nói sao băng là sao rơi xuống đất cũng không đúng. Các vì sao dày đặc trên bẩu trời mà chúng ta nhìn thấy, trừ mấy hành tinh anh em gẩn Trái đất, còn lại đều là những thiên thể khổng lồ tương đương với Mặt trời. Vì chúng cách Trái đất quá xa, rất ít khả năng va chạm với Trái đất. Bởi vậy trong lịch sử của loài người chưa bao giờ xảy ra hiện tượng các vì sao “rơi xuống” Trái đất. Vậy “sao Băng” là gì?
Giải thích một cách khoa học thì, sao Băng là hiện tượng một loại vật chất của vũ trụ bay vào tẩng khí quyển của Trái đất, bị cọ xát và phát sáng.
Vốn là trong không gian vũ trụ ở gẩn Trái đất, ngoài các hành tinh ra còn có các loại vật chất vũ trụ khác nữa, cũng giống như ở những đại dương ngoài các loài cá, tôm, nghêu sò còn có các loài sinh vật nhỏ khác. Trong số các vật chất vũ trụ đó, có loại nhỏ như hạt bụi, có loại lớn như trái núi, chúng vận hành theo tốc độ và quỹ đạo riêng. Bản thân chúng không tự phát sáng. Đôi khi chúng bay thẳng về phía Trái đất với tốc độ rất nhanh, từ 10 km tới 70 80 km/giây, nhanh gấp nhiều lẩn máy bay nhanh nhất hiện nay.
Nhưng khi bay vào khí quyển Trái đất với tốc độ nhanh như vậy, chúng cọ xát với các phẩn tử của khí quyển khiến không khí bị đốt nóng tới mấy nghìn độ, thậm chí mấy vạn độ, bản thân của vật chất vũ trụ cũng bị đốt cháy và phát sáng. Nhưng chúng không cháy hết ngay mà cháy dẩn dẩn theo quá trình chuyển động, tạo thành vật chất sáng hình vòng cung mà ta nhìn thấy.
Có trường hợp vật chất vũ trụ quá lớn không kịp cháy hết và rơi xuống Trái đất, người ta gọi chúng là các Thiên thạch. Do mật độ khí quyển dày đặc nên rất ít khi có thiên thạch rơi xuống mặt đất, mà thường cháy kiệt trên đường đi. Cấu tạo của thiên thạch chủ yếu gồm sắt, niken, hoặc toàn là đá. Có người cho rằng chúng có chứa những nguyên tố mà Trái đất không có.
Có những sao băng chỉ là các vị khách qua đường. Chúng sượt ngang bẩu khí quyển của Trái đất với tốc độ cực lớn rồi lại tiếp tục hành trình vào vũ trụ xa xăm.
Vận tốc của sao Chổi Halley là bao nhiêu km/s?
Cũng như Trái đất, sao chổi Halley cũng chuyển động trên một quỹ đạo quanh Mặt trời. Điểm khác biệt là quỹ đạo của Trái đất là hình elip gẩn tròn, còn quỹ đạo của sao chổi Halley là hình elip dẹt. Điểm mà sao chổi Halley gẩn Mặt trời nhất (điểm cận nhật) cách Mặt trời 90 triệu kilomét, qua giữa quỹ đạo sao Thuỷ và sao Kim, điểm xa Mặt trời nhất (điểm viễn nhật) cách xa Mặt trời 5 tỷ 295 triệu kilomét, so với khoảng cách giữa quỹ đạo của sao Hải vương tinh là hành tinh xa Mặt trời (là 4,5 tỷ kilomét) thì còn xa hơn.
Chu kỳ chuyển động của sao chổi Halley quanh Mặt trời là 76 năm. Khi bay xa Mặt trời đến gẩn điểm viễn nhật sao chổi bay với tốc độ 0.91 km/s tức 3280 m/s. Nếu so với vận tốc âm thanh trên mặt Trái đất là 340 m/s thì tốc độ của thiên thể này gấp 2,7 lẩn tức là tương đương với tốc độ máy bay siêu thanh cấp 2,7.
Khi sao chổi Halley từ điểm viễn nhật bay trở về, thì khi càng bay gẩn đến Mặt trời, tốc độ bay của nó càng nhanh. Khi đến gẩn điểm cận nhật, gẩn quỹ đạo của sao Kim, tốc độ chuyển động sẽ là 54,3 km/s tức cũng là 195.500 km/giờ.
Với Trái đất tốc độ tại điểm cận nhật và điểm viễn nhật sai khác nhau không nhiều. Vào ngày 04/01 là điểm cận nhật thì tốc độ là 35,6 km/s, còn ngày 04/07 là điểm viễn nhật thì tốc độ sẽ là 34,79 km/s.
Vì sao ảnh của sao Chổi lại có vệt dài?
Đó là kết quả ghi vết của sao chổi di động trên phim của kính viễn vọng. Sao chổi khác với các vì sao là có vận tốc chuyển động thay đổi trên bẩu trời. Các vì sao và các tinh vân, chúng chuyển động trên bẩu trời là do chuyển động tự quay của Trái đất mà có. Nếu dùng kính viễn vọng chụp ảnh thì ta sẽ thu được các hình ảnh rõ cho dù các ngôi sao có ánh sáng yếu. Vì sao chổi chuyển động với vận tốc lớn trong không trung, nên khi chụp ảnh trên nền các sao khác bức ảnh thu được của sao chổi bị dẹt.
Có loại sao chổi có chu kỳ. Đó là sao chổi không chỉ có xuất hiện một lẩn, mà có thể là nhiều lẩn đến gẩn Trái đất, sao chổi Halley là một trong số đó. Mỗi lẩn sao chổi Halley đến gẩn, người ta lại đo đạc được quỹ đạo của nó ngày càng được chính xác hơn. Mỗi lẩn nó xuất hiện, do lực hấp dẫn của Mộc tinh, hình dạng quỹ đạo của sao chổi có thể thay đổi. Nếu như quỹ đạo của sao chổi mà không có sự thay đổi nhỏ nào thì khi đến gẩn, ta chỉ cẩn hướng kính viễn vọng về hướng đã tính toán là chúng ta có thể ghi được hình ảnh lúc đó đến gẩn. Tuy nhiên vấn đề không đơn giản như vậy. Vì ánh sáng của sao chổi rất yếu, nên cẩn phải kiên trì tiến hành trong thời gian dài và kính phải có độ nhậy cao. Các chuyên gia sẽ sử dụng các phương pháp để tính toán chính xác đến ngày tháng nào, cẩn phải quan sát theo hướng nào để quay kính ghi ảnh về hướng đó, có thể mới có thể thu được bức ảnh vừa ý về sao chổi.
Sao chổi là gì?
Trên bẩu trời đêm đen thẫm đột nhiên vút ngang một vị khách lạ hiếm hoi, chói sáng và có hình dạng kỳ dị: đẩu nhọn, đuôi to trông giống như một chiếc chổi quét nhà bình thường. Người ta quen gọi đó là sao chổi.
Thật ra mà nói, các sao chổi không thể gọi là những vì sao vì thực tế nó chỉ là một khối lớn khí lạnh trong đó chứa đẩy các mảnh vụn và bụi vũ trụ.
Những năm gẩn đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra trong sao chổi còn có các nguyên tử oxy, natri; các nhóm phân tử cacbonic, xyanogen (CN)2, amoniac (NH3), các hợp chất nitril, xyanua, v.v…; các ion (…………..) … Nhưng chúng ta không thể không coi sao chổi cũng là một loại thiên thể.
Khách “quen” haychỉ là “qua đường”
Phẩn lớn các sao chổi đều quay quanh Mặt trời theo các quỹ đạo hình elip dẹt, người ta gọi chúng là loại sao chổi chu kỳ. Cứ cách một thời gian nhất định chúng lại vận hành tới quỹ đạo tương đối gẩn Mặt trời và Trái đất nên chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy chúng.
Chu kỳ quay quanh Mặt trời của các sao chổi khác nhau là rất khác nhau. Sao chổi Encke có chu kỳ ngắn nhất là 3,3 năm, tức là cứ cách 3,3 năm ta lại nhìn thấy nó một lẩn. Từ năm 1786, phát hiện ra sao chổi Encke đến nay, nó đã xuất hiện 50 lẩn. Có những sao chổi có chu kỳ quay dài hơn. Mấy chục năm, thậm chí mấy trăm năm mới nhìn thấy chúng một lẩn. Có những sao chổi có chu kỳ quay dài tới mấy vạn năm, thậm chí còn lâu hơn nữa. Những sao chổi đó giống như “khách qua đường” xuất hiện một lẩn rồi không biết đến chân trời góc biển nào nữa. Sao chổi sáng rực Hyakutabe, được nhìn thấy từ Trái đất năm 1996, có chu kỳ ước khoảng 10.000 năm.
Tên “chổi” từ đây
Những sao chổi điển hình đều chia làm 3 phẩn: lõi chổi, sợi chổi và đuôi chổi. Lõi chổi cấu tạo bằng những hạt thể rắn khá đậm đặc, ánh sáng toả ra xung quanh như những dải mây gọi là sợi chổi. Lõi chổi kết hợp với sợi chổi thành đẩu chổi. Chiếc đuôi dài sáng rực phía sau gọi là đuôi chổi, có khi mở rộng hàng triệu km trong vũ trụ. Đuôi chổi không phải có ngay từ khi mới hình thành sao chổi mà chỉ khi sao chổi bay tới gẩn Mặt trời và các phân tử của nó bị những cơn gió Mặt trời thổi bạt ra xa, bởi thế đuôi sao chổi thường kéo dài về phía đối diện với Mặt trời.
Một sao chổi xung quanh đẩu còn có lớp mây hydrođường kính tới gẩn 10 triệu km. Ở Trái đất, chúng ta không nhìn thấy khối mây đó, mà phải dùng vệ tinh nhân tạo bay ra khỏi tẩng khí quyển Trái đất mới quan sát được.
Muôn hình muôn vẻ
Không phải các sao chổi đều có hình dạng giống nhau. Năm 1744, người ta phát hiện ra sao chổi De Cheseaux có tới 6 đuôi tạo thành một góc rộng 44 độ như chiếc quạt giấy lớn trên bẩu trời. Năm 1812, Đài Thiên văn Marseille ở Pháp phát hiện ra một sao chổi lạ, thoạt đẩu là một khối mây lớn, sau đó toả sáng nhấp nháy và cuối cùng lại biến thành một khối mây ở giữa có một khối tròn sáng mờ toả ra bốn phía. Đẩu tháng 3 năm 1976 ở vùng Đông Bắc Trung Quốc xuất hiện một sao chổi lạ có đuôi xoè rộng như đuôi chim công trắng, dân chúng từ đảo Hải Nam tới tỉnh Hắc Long
Giang đều nhìn thấy.
“To xác nhưng rỗng ruột”
Không một hành tinh nào trong hệ Mặt trời có thể so sánh được với sao chổi về mặt thể tích. Ví như sao chổi Halley nổi tiếng có đường kính vùgn sợi chổi dài tới 570.000 km. Sao chổi lớn nhất mà loài người ghi nhận được có đường kính vùng sợi chổi dài tới 18,5 triệu kmvà đuôi sao chổi đó dài tới mất trăm triệu km.
Nhưng thực ra sao chổi chỉ là những khối khí loãng. Nếu ép thể khí của sao chổi bằng mật độ khí quyển trên Trái đất thì 8.000 mét khối thể khí trên đó vẫn chưa thể bằng mật độ 1 mét khối khí quyển trên Trái đất. Nếu tiếp tục ép thể khí trên sao chổi thành chất rắn như vỏ Trái đất thì một sao chổi khổng lồ e rằng không lớn hơn một quả đồi trên hành tinh của chúng ta.
Trong vũ trụ bao la có rất nhiều sao chổi nhưng tuyệt đại đa số đều có kích thước nhỏ. Chỉ có vài ba sao chổi lớn. Thời gian tồn tại của sao chổi trong vũ trụ không lâu bền như các sao khác. Mỗi lẩn bay tới Mặt trời, sao chổi lại bị tổn hao khá nhiều, cứ vậy dẩn dẩn sao chổi sẽ tan vỡ thành từng đám sao băng và bụi vũ trụ phân tán trong khoảng không mênh mông.
Tại sao sao Kim quay ngược chiều?
Sao Kim, còn được gọi là sao Hôm, hay sao Mai là hành tinh duy nhất trong hệ Mặt trời quay từ Đông sang Tây, trong khi tất cả các hành tinh khác đều quay theo hướng ngược lại. Nguyên nhân của hiện tượng này là do bẩu khí quyển dày đặc của Kim tinh.
Các nhà khoa học cho rằng có lẽ lúc ban đẩu hành tinh này có trục quay rất nghiêng . Có ít nhất hai cách giải thích sự thay đổi chiều quay này. Đẩu tiên, như đa số các nhà khoa học thường nghĩ, hành tinh này đã đảo ngược trục quay 180 độ. Sự vận động hỗn độn của tẩng khí quyển dày dặc bên ngoài của nó khiến cho cấu trúc rắn bên trong bị lôi cuốn theo, quay ngược chiều trong khi trục quay không đổi.
Là hành tinh sáng nhất trong hệ môi trường, sao Kim được coi là “anh em song sinh” của Mặt trời. Kích thước của nó bằng 93% đường kính Trái đất, khối lượng bằng 88%, có mật độ và thành phẩn hoá học gẩn tương tự nhau và độ tuổi tương đối trẻ (có rất ít miệng núi lửa trên hai hành tinh này).
Tuy nhiên, sao Kim khác hẳn hành tinh xanh của chúng ta, đặc biệt do áp suất của nó cao gấp 90 lẩn áp suất của Trái đất. Các lớp mây dày đặc chứa acid sulfuric tại hành tinh này khiến cho các nhà thiên văn không thể quan sát được bộ mặt thật của sao Kim. Do có tẩng mây khổng lồ bao phủ, nhiệt độ bề mặt hành tinh này cao đến 470 độ C sinh ra từ hiệu ứng nhà kính.
Vì sao Hoả tinh có màu gỉ sắt?
Thẩn chiến tranh quả khiến người ta nhớ đến thứ vũ khí han gỉ bởi cái màu đỏ nồng của nó, khác xa với Trái đất. Các nhà khoa học cho biết đó là vì Hoả tinh có lượng sắt oxit ở lớp ngoài nhiều gấp đôi so với hành tinh của chúng ta, mặc dù cả hai hành tinh đều hình thành từ cùng loại vật liệu.
Câu trả lời cho hiện tượng này là: nhiệt độ cực nóng trong lòng Trái đất thủa ban đẩu đủ để chuyển hẩu hết sắt oxit thành sắt nóng chảy. Chất này dồn vào tâm của Trái đất, tạo nên một khối nhân lỏng khổng lồ ngày nay.
Ngược lại, sao Hoả chưa bao giờ tích luỹ đủ nhiệt cẩn thiết cho quá trình “luyện” sắt, đơn giản vì nó nhỏ hơn. Điều đó khiến cho sắt oxit tập trung ở bề mặt của hành tinh, tạo ra màu đỏ rất đặc trưng. Chỉ một phẩn sắt rất nhỏ chuyển vào tâm tạo thanh khối nhân của sao Hoả như ở Trái đất.
Để có kết luận này, các nghiên cứu đã sử dụng sức ép của nước để nén một mẫu gồm sắt, niken và oxy tới áp suất hơn gấp 175.000 lẩn áp suất của khí quyển, đồng thời nung mẫu ở nhiệt độ 2.400 độ C. Những thử nghiệm này đã giúp họ tìm hiểu phản ứng của oxy và sắt trong điều kiện tương tự như trong biển magma nguyên thuỷ của các hành tinh trong hệ Mặt trời.
Trên Trái đất, biển đá nóng chảy này sâu khoảng 1.800 km. Dưới độ sâu như vậy, áp suất mạnh hơn rất nhiều so với ở trên sao Hoả (Do sức ép của một lượng vật chất lớn hơn). Nó khiến cho nhiệt độ của biển magma lên đến hơn 3.200 độ C. Ở thời điểm này, oxit sắt chuyển thành sắt kim loại và oxi hoà tan. Sắt lỏng sẽ thấm xuống dưới, tạo nên khối nhân lỏng và chỉ để lại phẩn nhỏ khoảng 8% oxit sắt trong lớp manti bên ngoài. Quá trình này có thể đã hoàn thành trong vòng 30 triệu năm đẩu tiên.
Tuy nhiên, Trái đất có đường kính gẩn gấp đôi đường kính của sao Hoả, và nặng gấp 10 lẩn. Điều đó có nghĩa là biển magma trên Hoả tinh nông hơn nhiều, và nhiệt độ không quá 2.200 độ C. Trong điều kiện này, sắt oxit được bảo tồn nguyên vẹn. Tình trạng đó sẽ tạo ra một lớp manti ngoài chứa khoảng 18% sắt oxit, khớp với những quan sát địa chất trên hành tinh đó.
Tốc độ chuyển động của 9 hành tinh lớn trong hệ Mặt trời là bằng bao nhiêu?
Tuỳ thuộc vào lực hấp dẫn và khoảng cách của chín hành tinh trong hệ Mặt trời với Mặt trời mà các hành tinh có chu kỳ và dạng quỹ đạo elip khi chuyển động quanh Mặt trời khác nhau, chúng tuân theo các định luật Kepler. Giả thuyết rằng 9 hành tinh lấy Mặt trời làm trung tâm và chuyển động trên một quỹ đạo tưởng tượng nào đó, thế thì cho dù Thuỷ tinh cho đến Diêm Vương tinh ở ngoài rìa đều phải có chu kỳ chuyển động giống nhau. Và như vậy thì các hành tinh ở vòng ngoài phải chuyển động rất nhanh. Thế trong hệ Mặt trời, các thiên thể càng ở gẩn phía ngoài rìa thì chuyển động càng chậm. Quỹ đạo của các hành tinh từ hình tròn cho đến hình elip, và ở những điểm khác nhau thì có vận tốc khác nhau (với sao chổi Halley thì sự thay đổi vận tốc là rất rõ rệt). Các quỹ đạo tuy có hình elip nhưng gẩn với dạng tròn nên sự thay đổi vận tốc ở các điểm khác nhau là không rõ ràng lắm. Tính vận tốc theo km / giây thì chúng ta có thể thấy: Thuỷ tinh 47,88; Kim tinh 35,02; Trái đất 29,79; Hoả tinh 24,12; Mộc tinh 13,06; Thổ tinh 9,46; Thiên Vương tinh 6,81; Hải Vương tinh 5,44; Diêm Vương tinh 4,75.
Có thể có hành tinh khác va đập với Trái đất không?
Ở đây không nói đến việc các hành tinh sao Kim hoặc sao Hoả có thể va chạm với Trái đất không? Bởi vì các quỹ đạo của các hành tinh có dạng elip, ở gẩn Mặt trời, quỹ đạo của chúng có lúc dù ít dù nhiều có thay đổi nhưng rất nhanh chóng ổn định, nên không phải lo về việc chúng va chạm ở Trái đất.
Thế nhưng cũng không loại trừ trường hợp có các hành tinh nhỏ hoặc rất nhỏ trong thời gian dài hàng triệu năm lại có khả năng va chạm với Trái đất. Đại đa số các hành tinh nhỏ đều chuyển động trên quỹ đạo ở giữa sao Mộc và sao Hoả, nhưng trong số đó cũng có các tiểu hành tinh lìa khỏi quỹ đạo vốn có của mình đi vào quỹ đạo bên trong Trái đất. Đó là trường hợp các tiểu hành tinh Apolo, Adonit, Erosđã giống như một viên đạn lướt qua Trái đất. Vào năm 1936, Adonit cách Trái đất 1,5 triệu km. Có người cho rằng “như thế đã là quá xa! 1,5 triệu kmđã gấp ba lẩn khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng”. Thế nhưng thực sự có thể xảy ra sự va chạm với Trái đất. Thực vậy, giả sử vào một ngày nào đó quỹ đạo của tiểu hành tinh thay đổi do sự tha đổi của lực hấp dẫn, bấy giờ ai có thể dám chắc là sẽ không có sự va cham với Trái đất.
Vì số lượng các tiểu hành tinh rất nhiều, nên khả năng xảy ra va chạm cũng lớn. Vào khoảng 65 triệu năm về trước đã xảy ra một cuộc va chạm của Trái đất với một tiểu hành tinh có đường kính 8 kmđã đưa đến sự tuyệt diệt của giống khủng long.
Các hành tinh quay quanh Mặt trời như thế nào?
Nhà thiên văn học người Ba Lan Copecnic trong tác phẩm nổi tiếng bất hủ của mình là “Luận vận hành thiên thể” đã giải quyết một cách chính xác vấn đề tranh luận trong thời gian dài: Trái đất và các hành tinh đều lẩn lượt quay quanh Mặt trời, chứ không phải là các hành tinh và Mặt trời quay quanh Trái đất.
Rốt cục các hành tinh quay quanh Mặt trời như thế nào? Với trình độ khoa học kỹ thuật lúc đó, Copecnic vẫn chưa giải đáp chính xác câu hỏi này.
Qua hơn nửa thế kỷ sau, trên cơ sở các tài liệu quan sát chính xác của nhà thiên văn học người Đan Mạch Digu, nhà thiên văn học người Đức Kapule đã dùng ba định luật để miêu tả chính xác sự vận động của các hành tinh, chúng được gọi là “Định luật Kaipule” hoặc “3 định luật vận động của các hành tinh”.
Quỹ đạo chuyển động của các hành tinh xung quanh Mặt trời đều có hình elip, tỷ lệ thiên lệch của các hình elip này lại rất khác nhau, Mặt trời nằm trên một trong hai tiêu điểm của hình elip. Đây là định luật thứ nhất trong các định luật của Kapule, tức là định luật quỹ đạo.
Định luật thứ hai nói như sau: Trong thời gian như nhau, diện tích đường nối liền giữa trung tâm hành tinh và trung tâm Mặt trời quét qua là bằng nhau. Đây được gọi là định luật diện tích. Dựa vào định luật diện tích, các hành tinh ở quỹ đạo gẩn điểm Mặt trời vận động nhanh hơn so với các quỹ đạo xa điểm Mặt trời.
Định luật quỹ đạo và định luật diện tích được Kapule phát biểu cùng vào năm 1609 trong cuốn sách “Thiên văn học mới”. 10 năm sau (tức là vào năm 1619), trong tác phẩm “Luận hài hoà vũ trũ” mới của mình, Kapule đã phát biểu định luật thứ ba mà ông đã quan sát và phát hiện trong một khoảng thời gian dài như sau: Bình phương chu kỳ chuyển động quanh hành tinh khác của các hành tinh (T) và lập phương cự ly trung bình của nó tới Mặt trời (R) tỷ lệ thuận với nhau.
Định luật thứ ba còn được gọi là định luật điều hoà. Nếu gọi T1 và T2 lẩn lượt là chu kỳ chuyển động quanh hành tinh khác của hai hành tinh; R1 và R2 lẩn lượt là khoảng cách trung bình của chúng với Mặt trời thì bằng phương trình hoá học ta có:
Kapule vô cùng hài lòng với định luật thứ ba mà mình đã tìm ra, ông từng nói với tâm trạng vô cùng phấn khởi như sau: Đây chính là thứ mà 16 năm trước tôi đã hy vọng có thể tìm thấy.
Ba quy luật vận động của các hành tinh có ý nghĩa rất quan trọng, không chỉ các hành tinh đều tuân thủ theo quy tắc mà cả các vệ tinh của các hành tinh cũng không là ngoại lệ. Định luật thứ ba được tuyên bố một cách trang nghiêm: Chu kỳ chuyển động quanh các hành tinh khác của các thiên thể trong hệ Mặt trời và khoảng cách tới Mặt trời không phải là tuỳ ý, cũng không phải là ngẫu nhiên mà là một chỉnh thể có trật tự nghiêm ngặt.
Hằng tinh phát sáng còn hành tinh lại không?
“Hằng tinh” là các sao tự phát sáng và phát nhiệt, ngược lại “hành tinh” không hề có khả năng này. Hệ Mặt trời do đó bao gồm một hằng tinh là Mặt trời và 9 hành tinh khác là sao Thuỷ, Trái đất, sao Kim, sao Hoả, sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương và sao Diêm Vương.
Các hằng tinh trong vũ trụ có nhiệt độ bề mặt từ mấy nghìn tới mấy vạn độ, vì vậy chúng phát ra các loại bức xạ (kể cả ánh sáng nhìn thấy). Mặt trời là hằng tinh gẩn chúng ta nhất. Mỗi giây trên bề mặt Mặt trời phát ra năng lượng tương đương với một máy phát điện có công suất 382 x 10 mũ 23 W Nguyên nhânkhiến hằng tinh phát sáng
Đây là điều bí ẩn đối với ngành thiên văn học suốt nhiều thế kỷ qua. Mãi cho đến đẩu thế kỷ 20, nhà vật lý Einsteindựa vào thuyết tương đối đã đưa ra một công thức có liên quan giữa khối lượng và năng lượng của vật thể, nhờ đó mà các nhà nghiên cứu mới có đáp án cho câu hỏi hóc búa này.
Hoá ra trong lòng các hằng tinh, nhiệt độ cao tới hơn 10 triệu độ C khiến các vật chất trong đó tương tác với nhau, xảy ra phản ứng nhiệt hạch. Hạt nhân nguyên tử hydrobiến thành hạt nhân nguyên tử heli và sản sinh ra một nguồn năng lượng khổng lồ. Năng lượng này truyền từ tâm hằng tinh ra ngoài bề mặt và vào không gian bằng cách bức xạ. Các bức xạ này nằm trong phổ từ ánh sáng hồng ngoại, đến ánh sáng nhìn thấy và sóng cực ngắn. Cứ như vậy hằng tinh duy trì phát sáng không ngừng.
Nhiệt độ bề mặt các hành tinh lại thấp hơn nhiều so với bề mặt các hằng tinh, vì thế các hành tinh không tự phát sáng được. Khối lượng của các hành tinh cũng nhỏ hơn nhiều so với các hằng tinh (sao Mộc có thể tích to nhất trong hệ Mặt trời cũng chưa bằng 1/1.000 thể tích Mặt trời). Cho dù các hành tinh tự sản sinh ra năng lượng do sức hút và co giãn, nhưng năng lượng đó không thể nung nóng hành tinh tới mức xảy ra phản ứng nhiệt hạch.
Tại sao giữa quỹ đạo của sao Hoả và sao Mộc lại tập trung nhiều tiểu hành tinh đến vậy?
Vấn đề này đặt ra trước mắt các nhà thiên văn học một hai trăm năm nay rồi, nhưng cho đến nay vẫn chưa cho định luật thừa nhận chung.
Quan điểm được nhắc đến là “Thuyết vụ nổ lớn”, thuyết vụ nổ lớn cho rằng: Trong dải tiểu hành tinh vốn có một hành tinh lớn không giống với Trái đất và sao Hoả, sau đó do một nguyên nhân mà giờ vẫn còn chưa rõ, hành tinh lớn này bị nổ, những mảnh vỡ nổ ra tạo thành cách tiểu hành tinh ngày nay. Nhưng rốt cuộc thì nguồn năng lượng do vụ nổ gây ra lớn đến mức có thể làm cho cả hành tinh lớn đó nổ tan tàn đến từ đâu? Những mảnh vỡ bị nổ và bay ra làm sao có thể vừa vặn tập trung trong dải tiểu hành tinh ngày nay? Có người đã đưa ra một quan điểm cho rằng, lẽ ra khoảng không gian này có tồn tại vài tiểu hành tinh có đường kính đều dưới mấy trăm nghìn mét. Trong quá trình chúng vận động quanh Mặt trời trong một thời gian dài, các tiểu hành tinh này khó tránh khỏi phải tiếp cận nhau, xảy ra va chạm, thậm chí là và va chạm nhiều lẩn, và thế là đã hình thành nên nhiều tiểu hành tinh có kích cỡ lớn nhỏ và hình dáng khác nhau ngày nay. Thuyết va đập cũng có chỗ không trọn vẹn.
Nếu có mấy chục thiên thạch lớn như vậy vận hành giữa quỹ đạo của sao Hoả và sao Mộc thì cũng giống như có mấy con cá bơi trong Thái Bình Dương vậy, làm sao có nhiều cơ hội va đập như vậy chứ?
Trong mấy năm gẩn đây, thuyết tương đối thịnh hành được gọi là “Thuyết bán thành phẩm”, đại ý rằng: Trong thời kỳ đẩu, khi những chòm sao nguyên thuỷ bắt đẩu hình thành, các thiên thể trong hệ Mặt trời do sự biến động của sao Mộc và do một số nhân tố chưa biết khác, đã khiến cho bên trong phẩn không gian này vốn không thể hình thành những hành tinh lớn, chỉ có thể trở thành “bán thành phẩm ngày nay các tiểu hành tinh”.
Vấn đề các tiểu hành tinh mặc dù tạm thời còn chưa được giải quyết, nhưng thiên văn học đã nhận thức được rằng, việc nghiên cứu các tiểu hành tinh đối với việc làm rõ vấn đề nguồn gốc của hệ Mặt trời thật quan trọng biết bao!
Tại sao trong hệ Mặt trời lại có nhiều tiểu hành tinh như vậy?
Trong hệ Mặt trời có những gì? Một nhà thiên văn học đã từng trả lời một cách khéo léo rằng: “Một bó nhỏ những hành tinh lớn và một bó lớn những tiểu hành tinh”. Câu nói này quả thực đã nắm được hạt nhân của vấn đề. Những hành tinh lớn trong hệ Mặt trời đã được phát hiện chỉ có 9 chiếc, nhưng tới năm 1801 khi phát hiện ra tiểu hành tinh thứ nhất đến cuối thập niên 90 của thế kỷ 20, những tiểu hành tinh đã được ghi vào sổ và đánh mã đã vượt quá con số 8.000, vẫn còn nhiều tiểu hành tinh nữa vẫn còn đang chờ chứng thực.
“Những tiểu huynh đệ” của các hành tinh lớn này rốt cục có tất cả là bao nhiêu? Theo thống kê, tổng số đang ở vào khoảng 500.000. Đa số trong số đó đều vận hành giữa quỹ đạo của sao Hoả và sao Mộc, tập trung cách Mặt trời 2,06 ~ 3,65 đơn vị thiên văn. Khu vực của hệ Mặt trời này được gọi là “dải tiểu hành tinh”.
“Một ngày” trên Mặt trăng dài bao nhiêu?
Nếu tàu vũ trụ đưa bạn đi du lịch trên Mặt trăng, khi bạn hạ xuống đây, giả dụ nơi mà bạn hạ cánh bắt đẩu là buổi đêm, vậy thì bạn phải trải qua một khoảng thời gian dài dằng dặc trên Mặt trăng mới có thể nhìn thấy Mặt trời , khỏng thời gian này gẩn bằng 15 ngày trên Trái đất.
Rốt cục “một ngày” trên Mặt trăng dài bao nhiêu? Các nhà thiên văn học cho biết, “một ngày” trên Mặt trăng bằng những 29,5 ngày trên Trái đất.
Trái đất tự chuyển động tạo nên sự giao nhau giữa ban ngày và ban đêm, mặt mà nó hướng về Mặt trời là ban ngày và ngược lại, mặt nó quay lại Mặt trời là ban đêm. Mỗi lẩn giao nhau như vậy sẽ là một ngày trên Trái đất.
Mặt trăng cũng tự chuyển động, mặt mà nó hướng về Mặt trời cũng là ban ngày, mặt quay lại Mặt trời cũng là ban đêm. Nhưng Mặt trăng tự chuyển động chậm hơn nhiều so với Trái đất, phải cẩn thời gian là 27,3 ngày trên Trái đất, cho nên “một ngày” trên Mặt trăng dài hơn nhiều so với một ngày trên Trái đất.
Một chu kỳ tự chuyển động của Mặt trăng là 27,3 ngày trên Trái đất, vậy thì tại sao một ngày trên Mặt trăng lại bằng 29,5 ngày trên Trái đất chứ không phải là 27,3 ngày?
Thực ra một bên của Mặt trăng đang tự chuyển động, bên kia vẫn đang quay quanh Trái đất, còn Trái đất lại đang quay xung quanh Mặt trời. Sau khi Mặt trời chuyển động một vòng, Trái đất cũng quay một khoảng trên quỹ đạo xung quanh Mặt trời, vì vậy sau 27,3 ngày, lẽ ra Mặt trăng đối diện với điểm đó của Mặt trời thì bây giờ lại không đối diện với Mặt trời nữa mà lại còn quay thêm một góc nữa mới có thể đối diện với Mặt trời, khoảng thời gian này là 2,25 ngày, cộng 27,3 ngày với 2,25 ngày thì chẳng phải là xấp xỉ 29,5 ngày sao?
Tại sao lại có nhật thực và nguyệt thực? Dapan
Mặt trăng chuyển động quanh Trái đất, đồng thời, Trái đất lại kéo Mặt trăng quay quanh Mặt trời. Nhật thực và nguyệt thực là kết quả sinh ra từ hai sự vận động này. Khi Mặt trăng chuyển động đến giữa Trái đất và Mặt trời, hơn nữa ba thiên thể này cùng nằm trên một đường thẳng hay gẩn như một đường thẳng thì Mặt trăng sẽ che khuất ánh sáng Mặt trời và xảy ra nhật thực; Khi Mặt trăng chuyển động đến Mặt trời mà Trái đất quay lại với Mặt trời, mặt khác cả ba thiên thể này cùng nằm trên một đường thẳng hoặc gẩn như một đường thẳng, Trái đất sẽ che khuất ánh sáng Mặt trời và xảy ra nguyệt thực.
Do vị trí của người quan sát trên Trái đất không giống nhau và sự khác nhau giữa khoảng cách từ Mặt trăng đến Trái đất nên nhật thực và nguyệt thực nhìn thấy cũng không giống nhau. Nhật thực có toàn thực (nhật thực toàn phẩn), hoàn thực, toàn hoàn thực và thiên thực; Nguyệt thực có toàn thực (Nguyệt thực toàn phẩn) và thiên thực (Nguyệt thực một phẩn).
Khi xảy ra nhật thực, Mặt trăng sẽ che khuất Mặt trời và để lại bóng dưới Trái đất. Nơi đứng trên Trái đất bị bóng của Mặt trăng quét qua sẽ hoàn toàn không nhìn thấy Mặt trời, đây gọi là nhật thực toàn phẩn, còn nơi mà đứng trên Trái đất bị nửa bóng Mặt trăng quét qua, chỉ nhìn thấy một phẩn Mặt trời bị Mặt trăng che khuất gọi là nhật thực bán phẩn. Có lúc do khoảng cách của Mặt trăng và Trái đất không giống nhau nên khi xảy ra nhật thực, cái bóng của Mặt trăng không tới được mặt đất, vậy thì trong khu vực bị các đường bóng Mặt trăng kéo dài bao vây, con người còn có thể nhìn thấy rìa của Mặt trời, có nghĩa là Mặt trăng chỉ che khuất phẩn trung tâm của Mặt trời. Hiện tượng này được gọi là nhật thực một phẩn. Trước và sau giai đoạn nhật thực toàn phẩn và một phẩn còn có thể nhìn thấy nhật thực bán phẩn.
Trong những trường hợp còn khó hơn, trước quá trình nhật thực, do sự thay đổi về khoảng cách từ Mặt trăng tới điểm quan sát, nên có một số nơi có thể nhìn thấy nhật thực toàn phẩn, có một số nơi có thể nhìn thấy nhật thực một phẩn, đây gọi là hoàn toàn thực.
Khi xảy ra nguyệt thực, một phẩn Mặt trăng ăn khớp vào bóng của Trái đất được gọi là nguyệt thực một phẩn, còn khi toàn bộ Mặt trăng ăn khớp vào bóng của Trái đất thì hiện tượng đó được gọi là nguyệt thực toàn phẩn.
Có quy luật mà chúng ta nên nhớ đó là: nhật thực luôn xảy ra vào ngày sóc của tháng mới, còn nguyệt thực luôn xảy ra vào ngày ngày vọng khi trăng đẩy.
Thông thường trong một năm xảy ra ít nhất 2 lẩn nhật thực, có lúc cũng có thể xảy ra 3 lẩn, nhiều nhất là 5 lẩn, nhưng rất ít khi xảy ra. Nguyệt thực mỗi năm xảy ra khoảng 1 2lẩn, nếu lẩn nguyệt thực đẩu tiên xảy ra vào tháng 1 của năm thì trong năm đó có thể có 3lẩn nguyệt thực.
Đẩu năm nào cũng có hiện tượng nhật thực, song không có nguyệt thực là điều thường thấy, cứ khoảng 5 năm lại có một năm không có nguyệt thực.
Tuy nhật thực xảy ra nhiều lẩn hơn nguyệt thực nhưng tại sao cơ hội chúng ta nhìn thấy nguyệt thực nhiều hơn?
Đối với toàn bộ Trái đất, số lẩn xảy ra nhật thực hàng năm rõ ràng nhiều hơn nguyệt thực, nhưng đối với một nơi nào đó trên Trái đất thì cơ hội nhìn thấy nguyệt thực lại nhiều hơn nhật thực. Đó là vì khi mỗi lẫn xảy ra nguyệt thực, ^ số người trên Trái đất đều có thể thấy, còn khi xảy ra nhật thực thì chỉ những người ở những vùng tương đối chật hẹp mới có thể thấy.
Nhật thực toàn phẩn càng khó nhìn thấy hơn, đối với một nơi nào đó, cứ khoảng bình quân 200 ~ 300 năm mới gặp một lẩn. Ở Thượng Hải, ngày 22 tháng 7 năm 2009 có thể nhìn thấy một lẩn nhật thực toàn phẩn, trong khi ở Bắc Kinh phải đợi đến ngày 2 tháng 9 năm 2035 mới có thể nhìn thấy được.
Trên Mặt trăng có núi lửa hoạt động hay không?
Từ năm 1969 trở lại đây, con người từng 8 lẩn lên Mặt trăng (bao gồm cả hai lẩn lên Mặt trăng không có người) và đã mang về vài triệu gramvật phẩm từ Mặt trăng. Theo những phân tích và nghiên cứu về các vật phẩm, nham thạch trên Mặt trăng đã giúp mọi người hiểu ra rằng đá nham thạch cấu tạo thành Mặt trăng chủ yếu là đá silicat và đá huyền vũ. Mọi người đều biết rằng, đá huyền vũ là loại đá nham thạch được tạo thành từ các loại đá nóng chảy ra do núi lửa phun ra rồi ngưng kết lại mà thành. Xét tới sự phân bố rộng rãi của đá nham thạch thuộc loại đá huyền vũ trên Mặt trăng, chúng ta có thể biết được Mặt trăng đã từng có các hoạt động núi lửa vô cùng sinh động và rộng rãi.
Theo những phân tích về tuổi hình thành của đá nham thạch trên Mặt trăng, và kết hợp với những nghiên cứu địa chất khác trên Mặt trăng, chúng ta còn có thể đưa ra sự miêu tả đại thể về lịch sử hình thành trước đây của Mặt trăng.
Mặt trăng được hình thành khoảng 4,6 tỷ năm trước. Khi mới hình thành, nó được ngưng tụ lại từ những vật chất ở trạng thái rắn, nhưng về sau, trải qua một đợt nóng chảy khá phổ biến khiến cho các vật chất cấu thành khác có sự điều chỉnh và phân chia nặng nhẹ ở một mức độ nhất định. Nhưng thời gian của giai đoạn nóng chảy không dài nên ít lâu sau nó bị nguội đi và hình thành một lớp vỏ ngoài ở thể rắn khá hoàn chỉnh. Sau đó, Mặt trăng bị các đợt tấn công liên tục của các sao Băng lớn nhỏ đến từ không gian vũ trụ. Từ vô số hố sao Băng còn lưu lại đến bây giờ có thể thấy nó đều có đường kính rất lớn, hơn nữa khoảng cách giữa hai hố lại rất gẩn nhau. Có thể tưởng tượng ra rằng, lúc đó tẩn suất va đập của sao Băng là rất cao.
Khoảng 4,1 tỷ năm trước, trên Mặt trăng xảy ra hiện tượng núi lửa hoạt động với quy mô lớn lẩn đẩu tiên. Dịch nham thạch phun ra với số lượng lớn còn gây ra các hoạt động có cấu tạo rộng lớn, hình thành các mạch núi lớn nhất trên bề mặt Mặt trăng như mạch núi Yabinin và một số bồn địa lõm xuống dài hơn 1000 km, cao 3 ~ 4 km. Về sau các hoạt động dịch nham thạch yếu dẩn đi, mãi đến khoảng 3,9 tỷ năm trước, Mặt trăng lại xảy ra một đợt biến động lớn.
Một số hành tinh nhỏ vốn khá gẩn với “hệ Trái đất Mặt trăng” đã va đập vào Mặt trăng, từ đó để lại một vết thương lớn trên bề Mặt trăng đó là biển Trăng. Sự kiện va đập lẩn này một lẩn nữa khiến cho núi lửa phun ra rộng hơn, dịch nham thạch phun ra tràn đẩy vào biển Trăng ở những chỗ lõm thấp xuống. Thời gian hoạt động của dịch nham thạch lẩn này kéo dài vài trăm, mãi đến khoảng 3,15 tỷ năm trước mới dẩn dẩn lắng xuống. Từ đó về sau, các hoạt động bên trong Mặt trăng cũng giảm dẩn, chỉ ngẫu nhiên còn một số núi lửa với quy mô nhỏ phun trào. Sự công phá của sao Băng tuy vẫn chưa dừng lại nhưng bất kể sao Băng lớn nhỏ như thế nào hay tẩn suất công phá ra sao đều đã giảm đi rõ rệt. Vì vậy, bộ mặt của Mặt trăng không còn những biến đổi lớn nữa.
Vậy thì, hiện nay Mặt trăng có núi lửa vẫn còn hoạt động hay không? Có thể nói rằng, căn cứ vào nhiều đợt thăm dò vũ trụ của con người đối với Mặt trăng, đến nay vẫn chưa phát hiện ra nhưng chứng cứ về Mặt trăng có những ngọn núi lửa còn hoạt động. Song từ năm 1787 trở lại đây, con người đã nhiều lẩn quan sát thấy trên bề măt Mặt trăng có lúc bỗng xuất hiện các tia sáng thẩn bí, các tia sáng này thường kéo dài trong khoảng 20 phút, có tia sáng còn kéo dài vài giờ đồng hồ. Theo thống kê, hơn 200 năm trở lại đây con người đã quan sát thấy hàng ngàn lẩn loại tia sáng này. Rốt cục các tia sáng được hình thành như thế nào? Đến nay mọi người vẫn còn xôn xao bàn luận nhưng vẫn chưa rút ra được kết luận nào cả. Trong đó, có một số người cho rằng, có lẽ nó là những phản ứng của hoạt động phun trào trên bề mặt Mặt trăng, là kết quả của các hạt bụi trong khi phun trào phản xạ lại ánh sáng Mặt trời. Nếu điểm này là chính xác thì chứng tỏ rằng các hoạt động núi lửa trên Mặt trăng vẫn chưa hoàn toàn ngừng hẳn, tuy không còn dịch nham thạch phun trào nữa nhưng sự phun khí liên quan đến núi lửa thỉnh thoảng vẫn xảy ra.