Thái dương hệ – Phần 3: Thái dương hệ theo khoa học ngày nay

I. TỔNG QUAN

Trước khi đi vào phần trình bày giao lý huyền môn về Thái dương hệ, chúng tôi xin trình bày sơ lược về hệ mặt trời theo kiến thức khoa học ngày nay. Bài viết này trích từ Bách Khoa Từ điển mở Wikipedia, có một hình chúng tôi vẽ lại để trình bày rõ hơn.

Theo Khoa học thì Thái Dương Hệ hay Hệ Mặt Trời  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. Theo cách định nghĩa hành tinh hiện nay của khoa học thì Thái dương hệ có 8 hành tinh (trước đây là 9, bao gồm cả Pluto—Diêm Vương Tinh) quay quanh Mặt Trời. Bốn hành tinh nhỏ vòng trong (inner planets) gồm: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa—người ta còn gọi chúng là các hành tinh đá (terrestrial planets) do chúng có thành phần chủ yếu từ đá và kim loại. Bốn hành tinh khí khổng lồ vòng ngoài (outer planets) có khối lượng lớn hơn rất nhiều so với 4 hành tinh vòng trong. Hai hành tinh lớn nhất, Sao Mộc và Sao Thổ có thành phần chủ yếu từ heli và hiđrô; và hai hành tinh nằm ngoài cùng, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có thành phần chính từ băng, như nước, amoniac và mêtan, và đôi khi người ta lại phân loại chúng thành các hành tinh băng đá khổng lồ (ice giants).

Trong các hành tinh này có sáu hành tinh và ba hành tinh lùn có các vệ tinh tự nhiên quay quanh. Các vệ tinh này được gọi là “Mặt Trăng” theo tên gọi của Mặt Trăng của Trái Đất. Mỗi hành tinh vòng ngoài còn có các vành đai hành tinh chứa bụi, hạt và vật thể nhỏ quay xung quanh.

 

Các hành tinh trong hệ mặt trời

Các hành tinh trong hệ mặt trời

 

Chúng tôi cũng xin nói rõ: từ tinh là từ Hán Việt có nghĩa là vì sao; hành tinh có nghĩa là vì sao di chuyển được trên bầu trời; định tinh là vì sao đứng yên. Những những cách hiểu đó ngày nay đã không còn đúng nữa vì không có vì sao nào đứng yên trong vũ trụ. Ngoài ra, trước đây ta gọi các hành tinh quay quanh mặt trời bằng tên gọi Sao kim, sao Thuỷ v.v… cách gọi này đã thành thói quen, nhưng bản thân các hành tinh trên không phát ánh sáng từ bản thân chúng như mặt trời, do đó có người đè nghị không gọi chúng bằng từ sao nữa để phân biệt với các vì sao thực thụ. Chúng tôi vẫn tiếp tục sử dụng cách gọi cũ vì mọi người đều đã hiểu chúng là các thiên thể quay quanh mặt trời.

Hệ Mặt Trời còn chứa hai vùng tập trung các thiên thể nhỏ hơn. Vùng thứ nhất nằm giữa sao Hoả và sao Mộc, được gọi là Vành đai tiểu hành tinh (asteroid belt)  có thành phần tương tự giống các hành tinh đá với đa phần là đá và kim loại. Vùng thứ hai bên bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương, là vùng bao gồm các vật thể ngoài Sao Hải Vương (trans-Neptunian objects) có thành phần chủ yếu từ băng như nước, amoniac, mêtan. Trong vùng này có vành đai Kuiper (Kuiper belt) và đĩa phân tán (scattered disc). Trong các vật thể ngoài sao Hải Vương có 5 thiên thể điển hình về kích cỡ, Ceres, Pluto, Haumea, Makemake và Eris, được coi là đủ lớn đủ để có dạng hình cầu dưới ảnh hưởng của chính lực hấp dẫn của chúng, và được các nhà thiên văn phân loại thành hành tinh lùn (dwarf planets).

Ngoài ra, còn có hàng ngàn thiên thể nhỏ nằm giữa hai vùng này, có kích thước thay đổi, như sao chổi, centaurs và bụi liên hành tinh, chúng di chuyển tự do giữa hai vùng này.

Hầu hết các thiên thể lớn có mặt phẳng quỹ đạo gần trùng mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất, gọi là mặt phẳng hoàng đạo (ecliptic).

II. Số liệu các hành tinh

Các thuộc tính của hành tinh
 Tên gọiĐường kính xích đạo [a]Khối lượng[a]Chu ki quỹ đạo (năm)[a]Chu kỳ quay (ngày)Số các vệ tinh [c]Vành đai
Hành tinh đáSao Thủy0,3820,060,2458,64không
Sao Kim0,9490,820,62-243,02không
Trái Đất1,001,001,001,001không
Sao Hỏa0,5320,111,881,032không
Hành tinh khí khổng lồSao Mộc11,209317,811,860,4166
Sao Thổ9,44995,229,460,4362
Sao Thiên Vương4,00714,684,01-0,7227
Sao Hải Vương3,88317,2164,80,6713
Hành tinh lùn 
Ceres0,080,00024,600,380không
Pluto0,190,0022248,09-6,393không
Haumea0,37×0,160,0007282,760,162
Makemake~0,120,0007309,88 ?0 ?
Eris0,190,0025~557~0,31 ?
a Đo so với Trái Đất.
c Sao Mộc có nhiều vệ tinh tự nhiên nhất (63) trong Hệ Mặt Trời.

 

Đa phần các hành tinh trong hệ Mặt Trời sở hữu một hệ thứ cấp của chúng, có các vệ tinh tự nhiên hoặc vành đai hành tinh quay quanh hành tinh. Các vệ tinh này còn được gọi là Mặt Trăng. Hai vệ tinh tự nhiên Ganymede của Sao Mộc và Titan của Sao Thổ còn lớn hơn cả Sao Thủy). Các hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, thậm chí cả một vệ tinh của Sao Thổ còn có các vành đai hành tinh là những dải mỏng chứa các hạt vật chất nhỏ quay quanh chúng. Hầu hết các vệ tinh tự nhiên lớn nhất đều quay đồng bộ với một mặt bán cầu luôn hướng về phía hành tinh.

III. Vòng trong Hệ Mặt Trời (Inner Solar System)

Vòng trong Hệ Mặt Trời bên trong bao gồm các hành tinh đất đá và vành đai tiểu hành tinh., có thành phần chủ yếu từ silicat và các kim loại. Các thiên thể thuộc vùng này nằm khá gần Mặt Trời; bán kính của vùng này nhỏ hơn khoảng cách giữa Sao Mộc và Sao Thổ.

1. Các hành tinh vòng trong

4_Terrestrial_Planets_Size_Comp_True_Color

Các hành tinh vòng trong: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa. Kích thước theo tỷ lệ, còn khoảng cách thì không.

Bốn hành tinh vòng trong là hành tinh đá có trong lượng riêng khá cao, với thành phần từ đá, có ít hoặc không có Mặt Trăng, và không có hệ vành đai quay quanh như các hành tinh vòng ngoài. Thành phần chính của chúng là các khoáng vật khó nóng chảy, như silicat tạo nên lớp vỏ và lớp phủ, và những kim loại như sắt và niken tạo nên lõi của chúng. Ba trong bốn hành tinh (Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa) có bầu khí quyển đủ dày để sinh ra các hiện tượng thời tiết; tất cả đều có những hố va chạm và sự kiến tạo bề mặt như thung lũng tách giãn và núi lửa. Thuật ngữ hành tinh vòng trong không nên nhầm lẫn với hành tinh bên trong (inferior planet), dùng chỉ những hành tinh gần Mặt Trời hơn Trái Đất (như Kim Tinh và Thủy Tinh).

Trong Thiên Văn học, đơn vị dùng đo khoảng cách và kích thước là AU (astronomical unit), tương đương khoảng cách từ trái đất đến mặt trời (gần bằng 150 triệu km)

1. Sao Thủy

Sao Thủy (cách Mặt Trời khoảng 0,4 AU) là hành tinh gần Mặt Trời nhất và là hành tinh nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời (0,055 lần khối lượng Trái Đất). Sao Thủy không có vệ tinh tự nhiên, và nó chỉ có các đặc trưng địa chất bên cạnh các hố va chạm đó là các sườn và vách núi, có lẽ được hình thành trong giai đoạn co lại đầu tiên trong lịch sử của nó. Sao Thủy hầu như không có khí quyển do các nguyên tử trong bầu khí quyển của nó đã bị gió Mặt Trời thổi bay ra ngoài không gian. Hành tinh này có lõi sắt tương đối lớn và lớp phủ khá mỏng mà vẫn chưa được các nhà thiên văn giải thích được một cách đầy đủ.

2. Sao Kim

Sao Kim (cách Mặt Trời khoảng 0,7 AU) có kích cỡ khá gần với kích thước Trái Đất (với khối lượng bằng 0,815 lần khối lượng Trái Đất) và đặc điểm cấu tạo giống Trái Đất, nó có một lớp phủ silicat dày bao quanh một lõi sắt. Sao Kim có một bầu khí quyển dày và có những chứng cứ cho thấy hành tinh này còn sự hoạt động của địa chất bên trong nó. Tuy nhiên, Sao Kim khô hơn Trái Đất rất nhiều và mật độ bầu khí quyển của nó gấp 90 lần mật độ bầu khí quyển của Trái Đất. Sao Kim không có vệ tinh tự nhiên. Nó là hành tinh nóng nhất trong hệ Mặt Trời với nhiệt độ của bầu khí quyển trên 400 °C, nguyên nhân chủ yếu là do hiệu ứng nhà kính của bầu khí quyển. Không có dấu hiệu cụ thể về hoạt động địa chất gần đây được phát hiện trên Sao Kim (một lý do là nó có bầu khí quyển quá dày), mặt khác hành tinh này không có từ trường để ngăn chặn sự suy giảm đáng kể của bầu khí quyển, và điều này gợi ra rằng bầu khí quyển của nó thường xuyên được bổ sung bởi các vụ phun trào núi lửa.

3. Trái Đất

Trái Đất (cách Mặt Trời 1 AU) là hành tinh lớn nhất và có mật độ lớn nhất trong số các hành tinh vòng trong, cũng là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết còn có các hoạt động địa chất gần đây, và là hành tinh duy nhất trong vũ trụ được biết đến là nơi có sự sống tồn tại. Trái Đất cũng là hành tinh đá duy nhất có thủy quyển lỏng, và cũng là hành tinh duy nhất nơi quá trình kiến tạo mảng đã được quan sát. Bầu khí quyển của Trái Đất cũng khác căn bản so với các hành tinh khác với thành phần phân tử ôxy tự do thiết yếu cho sự sống chiếm tới 21% trong bầu khí quyển. Trái Đất có một vệ tinh tự nhiên là Mặt Trăng, nó là vệ tinh tự nhiên lớn nhất trong số các vệ tinh của các hành tinh đá trong hệ Mặt Trời.

4. Sao Hỏa

Sao Hỏa (cách Mặt Trời khoảng 1,5 AU) có kích thước nhỏ hơn Trái Đất và Sao Kim (khối lượng bằng 0,107 lần khối lượng Trái Đất). Nó có một bầu khí quyển chứa chủ yếu là cacbon điôxít với áp suất khí quyển tại bề mặt bằng 6,1 millibar (gần bằng 0,6% áp suất khí quyển tại bề mặt của Trái Đất). Trên bề mặt hành tinh đỏ có những ngọn núi khổng lồ như Olympus Mons (cao nhất trong hệ Mặt Trời) và những rặng thung lũng như Valles Marineris, với những hoạt động địa chất có thể đã tồn tại cho đến cách đây 2 triệu năm về trước. Bề mặt của nó có màu đỏ do trong đất bề mặt có nhiều sắt ôxít (gỉ). Sao Hỏa có hai Mặt Trăng rất nhỏ (Deimos và Phobos) được cho là các tiểu hành tinh bị Sao Hỏa bắt giữ.

5. Vành đai tiểu hành tinh

InnerSolarSystem-vi-1024x1024

 

Hình ảnh vành đai tiểu hành tinh chính và các tiểu hành tinh trojan.

Tiểu hành tinh hầu hết là những vật thể nhỏ trong hệ Mặt Trời  với thành phần chủ yếu là đá khó nóng chảy và khoáng vật kim loại.

Vành đai tiểu hành tinh chính nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc, khoảng cách từ 2,3 đến 3,3 AU tính từ Mặt Trời. Các nhà thiên văn cho rằng vành đai này là tàn dư từ sự hình thành hệ Mặt Trời mà chúng không thể hợp lại thành một thiên thể do sự giao thoa hấp dẫn với Sao Mộc.

Các tiểu hành tinh có kích cỡ từ vài trăm kilômét đến kích cỡ vi mô. Mọi tiểu hành tinh, ngoại trừ Ceres, được phân loại thành các thiên thể nhỏ trong hệ Mặt Trời, nhưng một số tiểu hành tinh như Vesta và Hygieia có thể được phân loại lại thành hành tinh lùn nếu chúng có thể hiện đã trải qua trạng thái cân bằng thủy tĩnh.

Vành đai tiểu hành tinh chứa vài chục nghìn, có thể tới vài triệu các vật thể có đường kính trên 1 kilômét. Mặc dù thế, tổng khối lượng của vành chính chỉ hơi lớn hơn một phần nghìn khối lượng của Trái Đất.

a. Ceres

Ceres (khoảng cách đến Mặt Trời 2,77 AU) là thiên thể lớn nhất trong vành đai tiểu hành tinh và được xếp thành hành tinh lùn. Đường kính của nó hơi nhỏ hơn 1.000 km và nó có khối lượng đủ lớn để cho lực hấp dẫn của chính nó kéo các vật liệu trên Ceres về tâm để tạo thành hình cầu. Ceres đã từng được coi là hành tinh khi nó được phát hiện vào thế kỷ 19, nhưng sau đó được phân loại lại thành tiểu hành tinh vào thập niên 1850 khi những quan sát kĩ lưỡng đã cho thấy có thêm nhiều tiểu hành tinh khác. Năm 2006 Ceres được phân loại thành hành tinh lùn.

b. Nhóm tiểu hành tinh

Những tiểu hành tinh trong vành đai chính được chia thành nhóm tiểu hành tinh và họ tiểu hành tinh dựa trên các đặc tính quỹ đạo của chúng. Mặt Trăng tiểu hành tinh là những tiểu hành tinh quay quanh tiểu hành tinh lớn hơn. Chúng không được phân biệt rõ ràng với Mặt Trăng của các hành tinh, thỉnh thoảng các Mặt Trăng tiểu hành tinh có kích cỡ lớn bằng tiểu hành tinh mà nó quay quanh. Vành đai tiểu hành tinh cũng chứa sao chổi mà có khả năng các sao chổi từ vành đai này là nguồn cung cấp nước cho Trái Đất.

IV. Vòng ngoài Hệ Mặt Trời

Vùng bên ngoài của hệ Mặt Trời gồm các hành tinh khí khổng lồ và các vệ tinh tự nhiên của chúng. Nhiều sao chổi chu kỳ ngắn, bao gồm các tiểu hành tinh centaur, cũng nằm trong vùng này. Do khoảng cách đến Mặt Trời lớn, các thiên thể lớn trong vùng bên ngoài hệ Mặt Trời chứa tỉ lệ cao các chất dễ bay hơi như nước, amoniac và mêtan so với các vật liệu đá của thành phần các hành tinh bên trong hệ Mặt Trời, và khi nhiệt độ càng thấp cho phép các hợp chất dễ bay hơi tồn tại được dưới dạng rắn.

 

Gas_giants_and_the_Sun_(1_px_=_1000_km)

Bốn hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời so với Mặt Trời theo tỉ lệ

Bốn hành tinh bên ngoài, hay bốn hành tinh khí khổng lồ (hoặc các hành tinh kiểu Mộc Tinh), chiếm tới 99% tổng khối lượng của các thiên thể quay quanh Mặt Trời. Sao Mộc và Sao Thổ là hai hành tinh lớn nhất và chứa đại đa số hiđrô và heli; Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có khối lượng nhỏ hơn (<20 lần khối lượng Trái Đất) và trong thành phần của chúng chứa nhiều băng hơn. Vì lí do này, một số nhà thiên văn học cho rằng chúng thuộc về một lớp “hành tinh băng đá khổng lồ”. Bốn hành tinh khí khổng lồ đều có hệ vành đai, mặc dù chỉ có vành đai của Sao Thổ là có thể quan sát được từ Trái Đất qua các kính thiên văn nghiệp dư. Thuật ngữ hành tinh bên ngoài không nên nhầm lẫn với thuật ngữ hành tinh trên (superior planets), dùng chỉ các hành tinh nằm bên ngoài quỹ đạo của Trái Đất, bao gồm Sao Hỏa và các hành tinh bên ngoài.

1. Sao Mộc

Sao Mộc (khoảng cách đến Mặt Trời 5,2 AU), với khối lượng bằng 318 lần khối lượng Trái Đất và bằng 2,5 lần tổng khối lượng của 7 hành tinh còn lại trong Thái Dương Hệ. Mộc Tinh có thành phần chủ yếu hiđrô và heli. Nhiệt lượng khổng lồ từ bên trong Sao Mộc tạo ra một số đặc trưng bán vĩnh cửu trong bầu khí quyển của nó, như các dải mây và Vết đỏ lớn.

Sao Mộc có 63 vệ tinh đã biết. Bốn vệ tinh lớn nhất, Ganymede, Callisto, Io, và Europa (các vệ tinh Galileo) có các đặc trưng tương tự như các hành tinh đá, như núi lửa và nhiệt lượng từ bên trong. Ganymede, vệ tinh tự nhiên lớn nhất trong hệ Mặt Trời, có kích thước lớn hơn Sao Thủy.

2. Sao Thổ

Sao Thổ (khoảng cách đến Mặt Trời 9,5 AU), có đặc trưng khác biệt rõ rệt đó là hệ vành đai kích thước rất lớn, và những đặc điểm giống với Sao Mộc, như về thành phần bầu khí quyển và từ quyển. Mặc dù thể tích của Thổ Tinh bằng 60% thể tích của Mộc Tinh, nhưng khối lượng của nó chỉ bằng một phần ba so với Mộc Tinh, hay 95 lần khối lượng Trái Đất, khiến nó trở thành hành tinh có mật độ nhỏ nhất trong hệ Mặt Trời (nhỏ hơn cả mật độ của nước lỏng). Vành đai Sao Thổ chứa bụi cũng như các hạt băng và đá nhỏ.

Sao Thổ có 62 vệ tinh tự nhiên được xác nhận; hai trong số đó, Titan và Enceladus, cho thấy có các dấu hiệu của hoạt động địa chất, mặc dù đó là các núi lửa băng. Titan, vệ tinh tự nhiên lớn thứ hai trong Thái Dương Hệ, cũng lớn hơn Sao Thủy và là vệ tinh duy nhất trong hệ Mặt Trời có tồn tại một bầu khí quyển đáng kể.

3. Sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương (khoảng cách đến Mặt Trời 19,6 AU), khối lượng bằng 14 lần khối lượng Trái Đất, là hành tinh bên ngoài nhẹ nhất. Trục tự quay của nó có đặc trưng lạ thường duy nhất so với các hành tinh khác, độ nghiêng trục quay trên 90 độ so với mặt phẳng hoàng đạo. Thiên Vương Tinh có lõi lạnh hơn nhiều so với các hành tinh khí khổng lồ khác và nhiệt lượng bức xạ vào không gian cũng nhỏ.

Sao Thiên Vương có 27 vệ tinh tự nhiên đã biết, lớn nhất theo thứ tự từ lớn đến nhỏ là Titania, Oberon, Umbriel, Ariel và Miranda.

4. Sao Hải Vương

Sao Hải Vương (khoảng cách đến Mặt Trời 30 AU), mặc dù kích cỡ hơi nhỏ hơn Sao Thiên Vương nhưng khối lượng của nó lại lớn hơn (bằng 17 lần khối lượng của Trái Đất) và do vậy khối lượng riêng lớn hơn. Nó cũng bức xạ nhiều nhiệt lượng hơn nhưng không lớn bằng của Sao Mộc hay Sao Thổ.

Hải Vương Tinh có 13 vệ tinh tự nhiên đã biết. Triton là vệ tinh lớn nhất vầ còn sự hoạt động địa chất với các mạch phun nitơ lỏng. Triton cũng là vệ tinh tự nhiên duy nhất có qũy đạo nghịch hành. Trên cùng quỹ đạo của Sao Hải Vương cũng có một số hành tinh vi hình (en:minor planet), gọi là Trojan của Sao Hải Vương (en:Neptune Trojan), chúng cộng hưởng quỹ đạo 1:1 với Hải Vương Tinh.

5. Sao chổi

Sao chổi là các vật thể nhỏ trong Thái Dương Hệ, đường kính điển hình chỉ vài kilômét, thành phần chủ yếu là những hợp chất băng dễ bay hơi. Chúng có độ lệch tâm quỹ đạo khá lớn, đa phần có điểm cận nhật nằm bên trong quỹ đạo của các hành tinh bên trong và điểm viễn nhật nằm bên ngoài Pluto. Khi một sao chổi đi vào vùng hệ Mặt Trời bên trong, do đến gần Mặt Trời hơn làm cho bề mặt băng của nó chuyển tới trạng thái thăng hoa và ion hóa, tạo ra một dải bụi và khí dài thoát ra từ nhân sao chổi, hay là đuôi sao chổi, và có thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Sao chổi chu kỳ ngắn có chu kỳ nhỏ hơn 200 năm. Sao chổi chu kỳ dài có chu kỳ hàng nghìn năm. Sao chổi chu kỳ ngắn được tin là có nguồn gốc từ vành đai Kuiper trong khi các sao chổi chu kỳ dài như Hale-Bopp, nó được cho là có nguồn gốc từ đám mây Oort. Nhiều nhóm sao chổi, như nhóm sao chổi Kreutz, hình thành từ sự tách vỡ của sao chổi lớn hơn. Một số sao chổi có quỹ đạo hyperbol có nguồn gốc từ ngoài Hệ Mặt Trời và vấn đề xác định chu kỳ quỹ đạo chính xác của chúng là việc khó khăn. Một số sao chổi trước đây có các chất dễ bay hơi ở bề mặt bị thổi ra ngoài bởi gió Mặt Trời ấm được xếp loại vào tiểu hành tinh.

V. Vùng bên ngoài Sao Hải Vương

Vùng bên ngoài Sao Hải Vương chứa các “vật thể ngoài Sao Hải Vương”, và là một vùng còn chưa được thám hiểm nhiều. Nó bao gồm phần lớn các vật thể nhỏ (thiên thể lớn nhất có đường kính chỉ bằng một phần năm so với đường kính của Trái Đất và khối lượng nhỏ hơn nhiều so với Mặt Trăng) thành phần chính là băng và đá. Vùng này thỉnh thoảng gọi là “hệ Mặt Trời phía ngoài”, nhưng thuật ngữ này thường được hiểu là vùng bên ngoài vành đai tiểu hành tinh.

1. Vành đai Kuiper

1044px-Outersolarsystem_objectpositions_labels_comp_(dumb_version)

 

Hình vẽ các vật thể đã biết trong vành đai Kuiper so với bốn hành tinh khí khổng lồ.

Vành đai Kuiper, vùng hình thành đầu tiên, là một vành đai lớn chứa các mảnh vụn tương tự như vành đai tiểu hành tinh, nhưng nó chứa chủ yếu là băng. Nó mở rộng từ 30 đến 50 AU từ Mặt Trời. Trong vùng này có ít nhất ba hành tinh lùn và còn lại là các vật thể nhỏ trong hệ Mặt Trời. Tuy thế nhiều vật thể lớn nhất trong vành đai Kuiper, như Quaoar, Varuna, và Orcus có thể sẽ được phân loại lại thành các hành tinh lùn. Các nhà thiên văn học ước lượng có trên 100.000 vật thể trong vành đai Kuiper có đường kính lớn hơn 50 km, nhưng tổng khối lượng của vành đai này chỉ bằng khoảng một phần mười hoặc thậm chí một phần trăm khối lượng của Trái Đất. Nhiều vật thể thuộc vùng này có các vệ tinh quay quanh, và nhiều vật thể có mặt phẳng quỹ đạo nằm bên ngoài mặt phẳng hoàng đạo.

Vành đai Kuiper sơ bộ có thể chia thành vành đai “chính” và vành đai “cộng hưởng”. Vành đai cộng hưởng có quỹ đạo liên kết với Sao Hải Vương (ví dụ chúng quay trên quỹ đạo được 2 lần thì Sao Hải Vương đã quay trên quỹ đạo được 3 lần, hoặc 1 lần đối với 2 lần vòng quay của Hải Vương Tinh). Vành đai cộng hưởng đầu tiên nằm trong cùng quỹ đạo của Sao Hải Vương. Các vật thể trong vành đai “chính” không có quỹ đạo cộng hưởng với Sao Hải Vương, nằm trong phạm vi gần 39,4 AU tới 47,7 AU. Các vật thể trong vành đai “chính” còn được gọi là cubewanos, bắt nguồn từ vật thể đầu tiên trong vùng này được phát hiện, (15760) 1992 QB1, và nó vẫn còn ở trạng thái gần nguyên thủy với độ lệch tâm quỹ đạo nhỏ.

2. Pluto và Charon

So sánh Eris (với Dysnomia), Pluto (với Charon, Nix và Hydra), Makemake, Haumea (với Hi’iaka và Namaka), Sedna, Orcus (với Vanth), 2007 OR10, Quaoar (với Weywot), và Trái Đất (vẽ theo tỉ lệ).

Pluto (khoảng cách trung bình đến Mặt Trời 39 AU) là một hành tinh lùn, và là thiên thể lớn nhất đã từng được biết tới trong vành đai Kuiper. Khi nó được phát hiện ra vào năm 1930, nó đã được coi là hành tinh thứ chín trong hệ Mặt Trời; nhưng điều này đã thay đổi vào năm 2006 với định nghĩa mới về hành tinh. Pluto có quỹ đạo với độ lệch tâm lớn và nghiêng 17 độ so với mặt phẳng hoàng đạo với điểm cận nhật cách Mặt Trời 29,7 AU (nằm bên trong quỹ đạo của Sao Hải Vương) và điểm viễn nhật cách Mặt Trời 49,5 AU.: Pluto cộng hưởng quỹ đạo 3:2 với Hải Vương Tinh. Các vật thể trong vành đai Kuiper mà quỹ đạo có cùng đặc điểm cộng hưởng này được gọi là các vật thể plutino.

Charon, vệ tinh lớn nhất của Pluto, đôi khi được miêu tả nó là một phần của hệ đôi với Pluto, do hai thiên thể quay quanh một khối tâm hấp dẫn bên trên bề mặt của chúng (do vậy chúng hiện lên như là quay quanh nhau). Xa hơn Charon, hai vệ tinh nhỏ hơn rất nhiều là Nix và Hydra quay quanh hệ này.

3. Haumea và Makemake

Haumea (khoảng cách trung bình đến Mặt Trời 43,34 AU), và Makemake (khoảng cách trung bình đến Mặt Trời 45,79 AU), tuy nhỏ hơn Pluto, nhưng chúng là những vật thể lớn nhất trong vành đai Kuiper chính (tức là chúng không có quỹ đạo cộng hưởng với Sao Hải Vương). Haumea là một vật thể có hình quả trứng với hai vệ tinh quay quanh. Makemake là vật thể sáng nhất trong vành đai Kuiper sau Pluto. Ban đầu chúng được gán tên lần lượt là 2003 EL612005 FY9, sau đó chúng được đặt tên và phân loại thành hành tinh lùn vào năm 2008. Độ nghiêng quỹ đạo của chúng lớn hơn rất nhiều so với của Pluto, lần lượt là 28° và 29°.

4. Đĩa phân tán

Đĩa phân tán chồng lên vành đai Kuiper và mở rộng ra khoảng cách xa hơn được cho là nơi xuất phát của nhiều sao chổi có chu kỳ ngắn. Các vật thể trong đĩa phân tán được cho là đã bị đẩy vào quỹ đạo bất thường do ảnh hưởng của lực hấp dẫn của sự di cư ra bên ngoài của Sao Hải Vương. Hầu hết các vật thể trong đĩa phân tán (SDOs) có điểm cận nhật nằm trong vành đai Kuiper nhưng điểm viễn nhật cách xa 150 AU so với Mặt Trời. Quỹ đạo của SDOs cũng có độ nghiêng lớn so với mặt phẳng hoàng đạo, và thường vuông góc với nó. Một số nhà thiên văn học coi đĩa phân tán chỉ là một vùng khác của vành đai Kuiper, và họ miêu tả các vật thể thuộc đĩa phân tán là “vật thể phân tán trong vành đai Kuiper.” Một số nhà thiên văn cũng phân loại các vật thể centaur như là các vật thể thuộc vành đai Kuiper phân tán bên trong cùng với các vật thể phân tán bên ngoài của đĩa phân tán.

Eris

Eris (khoảng cách trung bình đến Mặt Trời 68 AU) là vật thể lớn nhất từng được biết trong đĩa phân tán, với khối lượng lớn hơn của Pluto 25% và đường kính bằng với đường kính của Pluto. Nó là hành tinh lùn có khối lượng lớn nhất trong số các hành tinh lùn đã biết. Eris có một vệ tinh là Dysnomia. Cũng như Pluto, quỹ đạo của nó có độ lệch tâm lớn với điểm cận nhật cách Mặt Trời 38,2 AU (gần bằng khoảng cách từ Mặt Trời đến Pluto) và điểm viễn nhật cách Mặt Trời 97,6 AU, đồng thời mặt phẳng quỹ đạo của nó nghiêng một góc lớn so với mặt phẳng hoàng đạo.

5. Những vùng xa nhất

Điểm mà hệ Mặt Trời kết thúc và môi trường liên sao bắt đầu vẫn không được định nghĩa chính xác, biên giới này được cho là nơi áp suất đẩy ra của gió Mặt Trời cân bằng với trường hấp dẫn từ Mặt Trời. Giới hạn ảnh hưởng bên ngoài của gió Mặt Trời gần bằng bốn lần khoảng cách từ Pluto đến Mặt Trời; vùng nhật mãn này được coi là sự bắt đầu của môi trường liên sao. Tuy nhiên, mặt cầu Roche của Mặt Trời, phạm vi ảnh hưởng của trường hấp dẫn của nó, được cho là mở rộng xa hơn hàng nghìn lần.

3114 — Tổng số lần đọc 1 — Hôm nay

  2 comments for “Thái dương hệ – Phần 3: Thái dương hệ theo khoa học ngày nay

  1. Lê Trần Quốc
    December 6, 2015 at 4:18 pm

    Trong bài phải có một chút nhầm lẫn: 1 AU là khoảng cách trung bình từ trái đất tới mặt trời chứ không phải mặt trăng phải không ạ?

    • webmaster
      December 6, 2015 at 7:10 pm

      Cám ơn cháu đã “nhặt sạn”. AU là khoảng cách trung bình từ trái đất đến mặt trời (khoảng 150 triệu km).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *