Vì Sao Sao Diêm Vương Không Thuộc Hệ Mặt Trời / Top 7 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 2/2023 # Top View | Channuoithuy.edu.vn

Vì Sao Sao Diêm Vương Không Còn Là Hành Tinh Thuộc Hệ Mặt Trời?

Tới nửa đầu năm 2006, mọi người vẫn quan niệm Hệ Mặt Trời có 9 hành tinh. Tuy nhiên, Hiệp hội thiên văn quốc tế (IAU) sau khi nhóm họp đã quyết định loại Sao Diêm Vương ra khỏi danh sách các hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời và định nghĩa lại thiên thể này là một hành tinh lùn.

Nguồn gốc và ý nghĩa của cái tên Sao Diêm Vương là gì?

Được phát hiện vào năm 1930 bởi Clyde Tombaugh ở Đài quan sát Lowell tại Flagstaff, Arizona, Hoa Kỳ, Sao Diêm Vương nhanh chóng được công nhận là hành tinh thứ 9 thuộc Hệ Mặt Trời. Những nhân viên ở Đài quan sát Lowell được quyền đặt tên cho hành tinh này. Và ngày 24 tháng 3 năm 1930, sau một cuộc bỏ phiếu họ đã định danh cho hành tinh là 134340 Pluto hay “Pluto” theo gợi ý của cô bé 11 tuổi Venetia Burney đang học ở Oxford. Cô bé cho rằng hành tinh lạnh lẽo và u tối này rất thích hợp trở thành nơi ở của vị thần cai quản địa ngục Pluto trong thần thoại La Mã.

Tại Nhật Bản, một tờ báo đã đề nghị phiên dịch tên của hành tinh là Minh Vương (tên gọi của Diêm Ma La Già – Chúa tể địa ngục trong Phật giáo). Trung Quốc cũng gọi tên hành tinh này là Minh Vương tinh. Tuy nhiên, khi được đưa vào Việt Nam, do trong tiếng Hán – Việt Minh Vương cũng có nghĩa là vị vua sáng suốt nên chúng ta đã sử dụng Diêm Vương (gọi tắt của Diêm Ma La Già) để thay thế. Từ đó, cái tên Diêm Vương Tinh hay Sao Diêm Vương ra đời.

Vì sao Sao Diêm Vương bị loại khỏi các hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời?

Từ khi được phát hiện đến hơn 70 năm sau, vào nửa đầu năm 2006 mọi người vẫn công nhận là Hệ Mặt Trời có 9 hành tinh. Mặc dù hành tinh thứ 9 này có kích thước, khối lượng nhỏ hơn rất nhiều so với các hành tinh còn lại đồng thời quỹ đạo của nó cũng hoàn toàn khác biệt. Trong khi các hành tinh khác có quỹ đạo gần tròn và gần như nằm trên cùng một mặt phẳng thì Sao Diêm Vương lại có quỹ đạo hình elip dẹt và nằm trên một mặt phẳng khác hẳn. Khoảng cách lúc thiên thể này xa Mặt Trời nhất là 49 AU (đơn vị thiên văn, 1AU là một lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời) tuy nhiên lúc gần nhất nó lại chỉ là 30 AU, tức là gần hơn cả sao Hải Vương. Mặc dù vậy, do có quỹ đạo độc lập và to hơn nhiều so với các tiểu hành tinh đã được phát hiện nên Sao Diêm Vương vẫn được coi là một hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời trong nhiều năm.

Quỹ đạo của Sao Diêm Vương (Pluto) khác hẳn so với quỹ đạo các hành tinh còn lại

Khúc mắc bắt đầu nảy sinh khi vào đầu năm 2005, các nhà thiên văn học quan sát được Eris – Thiên thể 2003 UB313. Eris nằm cùng quỹ đạo, có kích thước tương đương và khối lượng thậm chí còn lớn hơn cả Sao Diêm Vương. Rõ ràng nếu Sao Diêm Vương là hành tinh thì Eris cũng phải là hành tinh. Đồng thời một số thiên thể có kích thước nhỏ hơn một chút cũng sẽ là hành tinh. Để giải quyết, Hiệp hội thiên văn quốc tế (IAU) đã tổ chức một cuộc họp ở Prague, Cộng hoà Séc vào ngày 24 tháng 8 năm 2006. Ở đây, 3.000 nhà thiên văn học đã tổ chức bỏ phiếu để quyết định xem sẽ loại Sao Diêm Vương ra khỏi danh sách hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời hay công nhận cả Eris và Ceres (tiểu hành tinh lớn nhất có kích thước gần tương đương với Sao Diêm Vương thuộc vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Mộc và Sao hoả) là hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời.

Kết quả như mọi người đã biết, Sao Diêm Vương bị loại và Hệ Mặt Trời chỉ còn lại 8 hành tinh thay vì 9 như trước kia. Ngoài ra, IAU cũng đã đưa ra quy định chung để xác định xem một thiên thể có phải là hành tinh hay không. Cụ thể:

– Có quỹ đạo quay quanh một ngôi sao, hệ sao hay tàn dư sao.

– Có khối lượng đủ lớn để lực hấp dẫn của chính nó thắng được cường độ của vật chất khiến cho thiên thể có hình dạng cân bằng thuỷ tĩnh (nguyên nhân các hành tinh có dạng cầu hoặc cận cầu).

– Chiếm ưu thế tuyệt đối về khối lượng so với các thiên thể khác trong cùng một quỹ đạo (thiên thể đó có khối lượng lớn hơn rất nhiều lần so với tổng khối lượng các thiên thể còn lại).

Như vậy, có thể thấy mặc dù Sao Diêm Vương đáp ứng được hai điều kiện đầu tiên nhưng nó lại không đáp ứng được yêu cầu thứ ba. Khối lượng của nó chỉ chiếm một phần rất nhỏ so với tổng khối lượng các thiên thể nằm trong cùng một quỹ đạo (cần biết rằng Trái Đất có khối lượng lớn hơn 1,7 triệu lần so với tổng khối lượng các thiên thể còn lại nằm trong cùng quỹ đạo). Hội nghị cũng đã quyết định là Sao Diêm Vương sẽ thuộc vào một nhóm mới – Hành tinh lùn.

Được đưa ra trong hội nghị ngày 24 tháng 8, hành tinh lùn là khái niệm dùng để phân loại các thiên thể trong Hệ Mặt Trời. Theo đó, một hành tinh lùn sẽ có các điều kiện sau:

– Có quỹ đạo quanh Mặt Trời.

– Có khối lượng đủ lớn để tạo nên hình dạng cân bằng thuỷ tĩnh.

– Có những vật thể khác nằm trên quỹ đạo chưa được dọn sạch

– Không phải là vệ tinh tự nhiên của một hành tinh hay các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời.

Kích thước Trái Đất so với các hành tinh lùn và vệ tinh của chúng

Cũng trong hội nghị, IAU đã quy định mọi vật thể trong Hệ Mặt Trời sẽ được xếp vào 3 nhóm là hành tinh hành, hành tinh lùn và vật thể nhỏ trong Hệ Mặt Trời. Như vậy, trong các tiểu hành tinh trước đây, có 5 thiên thể trở thành hành tinh lùn là Sao Diêm Vương, Ceres, Eris, Makemake, Haumea. Các tiểu hành tinh còn lại trở thành vật thể nhỏ trong Hệ Mặt Trời.

Trên Trời Có Triệu Vì Sao

1. 10/08/2019 · – Trên trời có triệu vì sao xếp thành bốn chữ vì sao yêu nàng Dưới đất có vạn con người Mà sao chỉ có một người tôi yêu lời thơ 2 trên trời có.

4. Lam Sao Tìm Thấy Người Hiểu Tao Bây Giờ, Hanoi, Vietnam.

6. 08/03/2008 · bởi vì trên triệu vì sao đó chỉ có 1 người mà tui bỏ ra công nghiên cứu suốt 3 năm liền nên chỉ cần nhìn lên trời thấy triệu vì sao thì tui chỉ cô ấy thui.

9. Trên trời có triệu vì sao Dưới đất đâu phải có tao với mày.

11. Tên kênh bị đổi chứ Eun Ji vẫn nằm đây nha nha🦄 ️ -Khi nào đổi được thì Ji đổi lại huheoo 🦄 ️ -Sau 2 tu.

13. 26/04/2008 · trên trời có bao nhiêu vì sao.

14. Trên trời có triệu vì sao Dưới đất đâu chỉ có tớ với cậu Thích tớ thì kệ mẹ cậu Tớ ko thích lại cậu làm gì tớ , Website học Toán online và làm bài tập Toán online với các dạng toán cơ bản đến toán nâng cao.

16. 26/04/2008 · trên trời có bao nhiêu vì sao.

20. ” – Ông già Noel said Giáng sinh năm nay đúng vào ngày Thứ Tư Vui Vẻ nên ai nấy cũng ào vào lazada.

21. Theo sách “10 vạn câu hỏi vì sao”, thực ra, biển không hề có màu xanh, nước biển cũng không có màu xanh (nước biển không màu).

25. Trên trời có triệu vì sao Dưới đất đâu phải có tao với mày.

26. Nhiều ngôi sao khác có thể nhìn thấy được trên bầu trời đêm, khi chúng không bị lu mờ đi dưới ánh sáng của.

28. Các bạn có thể nghe, download (tải nhạc) bài hát vi sao tren troi mp3, playlist/album, MV/Video vi sao tren troi miễn phí tại NhacCuaTui.

30. Nhiều ngôi sao khác có thể nhìn thấy được trên bầu trời đêm, khi chúng không bị lu mờ đi dưới ánh sáng của.

31. This video is unavailable.

32. 5 sao – 0 đánh giá: 4 sao – 0 đánh giá: 3 sao – 0 đánh giá: 2 sao – 0 đánh giá: 1 sao – 0 đánh giá: Điểm 0 SAO trên tổng số 0 đánh giá.

37. Nội dung trong bộ anime Trường Học Phép Thuật: Cô Gái Triệu Hồi Những Vì Sao là câu chuyện kể về 2 anh em nhà Shiba đã bắt đầu tận hưởng những kì nghỉ của họ.

38. 08/03/2008 · bởi vì trên triệu vì sao đó chỉ có 1 người mà tui bỏ ra công nghiên cứu suốt 3 năm liền nên chỉ cần nhìn lên trời thấy triệu vì sao thì tui chỉ cô ấy thui.

39. Girl trả lời: Trên trời hàng triệu vì sao Dưới đất đâu phải chỉ tao với mày Yêu tao thì kệ mẹ mày Tao ko yêu lại làm gì được tao.

40. Trên trời có triệu vì sao Dưới đất đâu chỉ có tớ với cậu Thích tớ thì kệ mẹ cậu Tớ ko thích lại cậu làm gì tớ , Website học Toán online và làm bài tập Toán online với các dạng toán cơ bản đến toán nâng cao.

43. Vì sao ôtô ở Việt Nam có giá ‘trên trời’ Cùng vì mục tiêu lợi nhuận, sao các hãng không giảm lợi nhuận mỗi xe, tăng lượng bán để nhiều người Việt có thể mua xe.

8 Hành Tinh Trong Hệ Mặt Trời

Kể từ khi phát hiện ra sao Diêm Vương vào năm 1930, trẻ em đến tuổi đi học sẽ được học về chín hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Từ cuối những năm 1990, tất cả đã bắt đầu thay đổi, các nhà thiên văn học tranh luận về việc ” Liệu rằng Pluto có phải là một hành tinh hay không?”

Trong một quyết định gây nhiều tranh cãi, Hiệp hội Thiên văn Quốc tế( International Astronomical Union) cuối cùng đã đưa ra quyết định vào năm 2006, họ gọi sao Diêm Vương (Pluto) là ” hành tinh lùn“, loại bỏ nó ra khỏi danh sách các ” hành tinh thực ” có trong hệ thống năng lượng mặt trời của chúng ta. Vì vậy, chỉ còn 8 hành tinh trong hệ Mặt trời.

Tuy nhiên, ngày nay các nhà thiên văn học đang tìm kiếm một hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta, là một ” hành tinh thực thứ chín“, sau khi bằng chứng về sự tồn tại của hành tinh này được công bố vào ngày 20 tháng Một năm 2016. Các nhà khoa học gọi là ” Hành tinh thứ 9 “, gấp khoảng 10 lần khối lượng của Trái đất và 5.000 lần khối lượng của sao Diêm Vương.

Các hành tinh Trái Đất (Terrestrial planets)

Các hành tinh Trái Đất.

Bốn hành tinh nằm bên trong được gọi là ” các hành tinh trái đất“, bởi giống như Trái đất, bề mặt của các hành tinh này toàn bộ là đá. Sao Diêm Vương cũng có một bề mặt rắn (và bề mặt này rất lạnh) nhưng không bao giờ được vào cùng nhóm với bốn hành tinh trái đất còn lại.

Các hành tinh kiểu Sao Mộc (Jovian planets)

Các hành tinh khí và băng đá.

Bốn hành tinh lớn nằm bên ngoài – sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương và sao Hải Vương – được biết đến như là ” các hành tinh kiểu sao Mộc” ( có nghĩa là “giống với sao Mộc” – Jupiter-like). Do bởi, tất cả các hành tinh này đều rất lớn so với các hành tinh trái đất và có khí trong tự nhiên, chứ không phải bề mặt đá ( “Mặc dù một số hoặc tất cả trong số chúng có thể có lõi rắn”, các nhà thiên văn tiết lộ.) Theo NASA cho biết, ” hai trong số các hành tinh nằm bên ngoài quỹ đạo sao Hỏa – sao Mộc (Jupiter) và sao Thổ (Saturn) – được gọi là hành tinh khí khổng lồ, xa hơn là sao Thiên vương và sao Hải Vương được gọi là hành tinh nước đá khổng lồ “. Điều này là bởi vì hai hành tinh đầu toàn bộ là khí, còn hai hành tinh cuối cùng là băng đá. Tất cả bốn hành tinh này chứa chủ yếu là khí hydro và heli.

Theo định nghĩa của Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU) về chuyển động một hành tinh chính thức như thế này: Một hành tinh vòng quanh Mặt trời mà không phải là vệ tinh của hành tinh khác, đủ lớn để có thể làm tròn bằng trọng lực riêng (nhưng được không quá lớn khi bắt đầu trải qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, như một ngôi sao chẳng hạn) và đã ” dọn sạch các vùng lân cận” của hầu hết các vật thể quỹ đạo khác. Vâng, đó là một ” miếng “.

Vấn đề đối với hành tinh lùn Pluto, bên cạnh kích thước nhỏ và quỹ đạo khác thường của nó, đó là việc nó chia sẻ không gian của mình với rất nhiều vật thể khác trongvành đai Kuiper, ngoài Hải Vương tinh. Tuy nhiên, việc “cách chức” sao Diêm Vương ra khỏi danh sách vẫn còn gây tranh cãi.

Định nghĩa mà Hiệp hội Thiên văn Quốc tế IAU đưa ra đối với hành tinh tròn nhỏ khác trong các hành tinh lùn, bao gồm Thiên thể Vành đai Kuiper – Kuiper Belt objects, Eris, Haumea và Makemake (là các hành tinh đủ lớn).

Ngoài ra vẫn còn một hành tinh lùn nữa là hành tinhCeres, một vật thể tròn trong vành đai tiểu hành tinh nằm giữa sao Hỏa và sao Mộc. Trên thực tế, hành tinh lùn Ceres chỉ được coi là một hành tinh khi được phát hiện ra vào năm 1801 và sau đó nó được gọi là một tiểu hành tinh. Một số nhà thiên văn học muốn cân nhắc hành tinh lùn Ceres là hành tinh thứ 10 ( không nên nhầm lẫn với hành tinh Nibiru hoặc hành tinh X), nhưng nếu theo đánh giá này thì có khả năng hệ Mặt trời có 13 hành tinh, với nhiều bị ẩn để khám phá.

Sao Thủy là hành tinh nằm gần nhất với Mặt trời, chỉ lớn hơn so với Mặt trăng của Trái đất một chút. Mặt ban ngày của nó bị hơ nóng bởi ánh nắng mặt trời, có thể đạt 450 độ C ( 840 độ F), nhưng vào ban đêm, nhiệt độ hạ xuống âm đến hàng trăm độ, dưới mức đóng băng. Sao Thủy hầu như không có không khí để hấp thụ các tác động của thiên thạch, vì vậy bề mặt của nó bị “rỗ” với nhiều hố lớn, giống như mặt trăng. Trải qua nhiệm vụ bốn năm, tàu vũ trụ MESSENGER của NASA đã tiết lộ quang cảnh của các hành tinh đó đã thách thức những kỳ vọng của các nhà thiên văn học.

Nam bán cầu của sao Kim, được quan sát trong vùng tử ngoại.

Hành tinh thứ hai tính từ Mặt trời, sao Kim là hành tinh cực kỳ nóng, thậm chí còn nóng hơn cả sao Thủy. Bầu không khí của hành tinh này rất độc hại. Áp suất trên bề mặt sao Thủy sẽ nghiền nát và giết chết bạn.

Các nhà khoa học mô tả vị trí của sao Kim như là mộthiệu ứng nhà kính mất kiểm soát (runaway greenhouse effect). Kích thước và cấu trúc của sao Kim tương tự giống với Trái đất, bầu khí quyển dày đặc, độc hại giữ nhiệt trong “hiệu ứng nhà kính” mất kiểm soát. Nhưng điều kỳ lạ, sao Kim lại quay chậm theo hướng ngược lại với hầu hết các hành tinh khác.

Người Hy Lạp cho rằng sao Kim gồm hai vật thể khác nhau – một là bầu trời vào buổi sáng và hai là vào buổi tối. Bởi vì nó là thường sáng hơn bất kỳ vật thể nào khác trên bầu trời – ngoại trừ mặt trời và mặt trăng – sao Kim đã gây ra nhiều báo cáo về vật thể bay không xác định(unidentified flying object – UFO).

Hình ảnh Trái đất được chụp từ vệ tinh dự báo thời tiết của Nga Elektro-L No.1.

Hành tinh thứ ba tính từ Mặt trời, Trái đất là một hành tinh nước ( Waterworld), với hai phần ba hành tinh được bao phủ bởi đại dương và là hành tinh duy nhất được biết đến có tồn tại sự sống. Bầu khí quyển của Trái đất là giàu nitơ và oxy để duy trì sự sống. Bề mặt của Trái Đất quay quanh trục của nó với vận tốc 467 mét mỗi giây – khoảng hơn 1.000 mph (1.600 kph) – tại đường xích đạo. Hành tinh quay một vòng quanh Mặt trời với vận tốc 29km mỗi giây.

Các nhà nghiên cứu sao Hỏa đang tập trung vào hai cảm biến trên Trái Đất và hành tinh quay xung quanh để hiểu rõ hơn về các nguồn metan trên hành tinh Đỏ.

Hành tinh thứ tư tính từ Mặt trời, sao Hỏa là một hành tinh đất đá và lạnh. Bụi bẩn là một oxit sắt, có mặt rất nhiều trên bề mặt hành tinh làm cho bề mặt nó hiện lên với màu đỏ đặc trưng. Hành tinh sao Hỏa có những điểm tương đồng với Trái đất: bề mặt đất đá, có núi và thung lũng, và hệ thống bão trải dài từ vị trí những cơn bão lốc xoáy – giống như cơn gió xoáy mang bụi – đến những cơn bão bụi nhấn chìm hành tinh. Bụi phủ kín bề mặt sao Hỏa và hành tinh sao Hỏa ngập tràn nước đóng băng. Các nhà khoa học cho rằng hành tinh sao Hỏa sẽ ngập tràn nước lỏng ngay khi nhiệt độ nóng lên, mặc dù hiện nay nó đang là một hành tinh lạnh và giống sa mạc.

Bầu khí quyển của sao Hỏa quá mỏng để nước lỏng tồn tại được trên bề mặt hành tinh trong bất kể thời gian nào. Các nhà khoa học cho rằng hành tinh sao Hỏa cổ đại có điều kiện tồn tại sự sống và hy vọng rằng các dấu hiệu về sự sống trong quá khứ – thậm chí có trong sinh học ở hiện tại – có thể tồn tại được ở Hành tinh Đỏ.

Ảnh chụp cận cảnh “Vết đỏ lớn – Great Red Spot” của sao Mộc bằng tàu vũ trụ Voyager.

Hành tinh thứ 5 tính từ Mặt trời, sao Mộc ( Jupiter) là một hành tinh rất lớn, lớn nhất trong hệ Mặt trời của chúng ta. Mộc tinh là một hành tinh khí khổng lồ, chứa chủ yếu là khí hiđrô và heli. Lớp khí quyển ngoài cùng hiện lên với nhiều dải mây ở những độ cao khác nhau, do kết quả của hiện tượng nhiễu loạn khí động và tương tác với những cơn bão tại biên. Một đặc điểm nổi bật là Vết đỏ lớn ( Great Red Spot), một cơn bão khổng lồ được biết đến tồn tại ít nhất từ hàng trăm năm trước. Sao Mộc có từ trường mạnh, với hàng tá mặt trăng xung quanh, trông nó giống như hệ Mặt trời thu nhỏ.

Ảnh màu thực tế của Sao Thổ.

Sao Thổ là hành tinh thứ 6 tính theo khoảng cách trung bình từ Mặt trời, được biết nhiều nhất là vành đai của nó. Khi Galileo Galilei lần đầu tiên nghiên cứu về sao Thổ, vào đầu những năm 1600, ông nghĩ rằng sao Thổ là một vật thể gồm có ba phần. Vì không biết Galileo Galilei đã nhìn thấy một hành tinh có vành đai, các nhà thiên văn học đã bối rối khi nhìn vào bản vẽ thu nhỏ – hành tinh có một vệ tinh lớn và hai vệ tinh nhỏ – trong ghi chú của Galileo Galilei, như một danh từ trong câu dùng để mô tả về khám phá.

Hơn 40 năm sau, Christiaan Huygens sử dụng kính thiên văn với độ phóng đại lớn hơn thì ông phát hiện ra đây là vành đai chứ không phải vệ tinh như Galileo từng nghĩ. Những vành đai được tạo ra từ đá và băng đá. Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn được rằng sao Thổ được hình thành như thế nào. Hành tinh khí khổng lồ này chứa chủ yếu là hydro và heli. Ngoài ra, Thổ tinh còn có nhiều mặt trăng.

Sao Thiên Vương hiện lên đồng màu qua ảnh chụp của Voyager 2 năm 1986. Màu sắc của Thiên Vương tinh phản ánh sự có mặt của bụi mờ quang hóa học hiđrocacbon trên cao, nằm phía trên các đám mây mêtan. Màu lục-lam là do sự hấp thụ của khí mêtan.

Hành tinh thứ bảy tính từ Mặt trời, sao Thiên Vương là một hành tinh độc nhất. Nó là hành tinh khí khổng lồ duy nhất có đường xích đạo vuông góc với quỹ đạo của nó và gần như song song với mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh. Các nhà thiên văn cho rằng hành tinh va chạm với một số vật thể khác có kích thước giống hành tinh trước kia, gây nghiêng. Độ nghiêng gây ra các mùa khắc nghiệt kéo dài hơn 20 năm và chu kỳ quỹ đạo của sao Thiên Vương bằng 84 năm Trái Đất. Thiên Vương tinh có kích thước giống với Hải Vương tinh. Khí metantrong khí quyển khiến cho sao Thiên Vương có màu lục – lam và có nhiều mặt trăng, vành đai mờ.

Tốc độ gió của sao Hải Vương đạt hơn 1.500 mph và những cơn gió hành tinh nhanh nhất trong hệ mặt trời.

Hành tinh thứ 8 tính từ Mặt trời, Hải Vương tinh được biết đến nhờ những cơn gió mạnh nhất – đôi khi còn nhanh hơn tốc độ âm thanh. Sao Hải Vương nằm ở xa và lạnh. Hành tinh này nằm xa gấp 30 lần so với khoảng cách Trái đất tính từ Mặt trời. Hải Vương tinh là hành tinh đầu tiên được dự đoán sự tồn tại bằng cách sử dụng toán học, trước khi nó được phát hiện. Sự bất thường trong quỹ đạo của sao Hải Vương dẫn đến việc nhà thiên văn học người Pháp – Alexis Bouvard đã đề nghị một số nhà thiên văn học khác có thể gây một lực hút hấp dẫn. Nhà thiên văn học người Đức – Johann Galle sử dụng các phép tính để hỗ trợ xác định Hải Vương tinh bằng kính thiên văn. Sao Hải Vương lớn hơn khoảng 17 lần so với Trái Đất.

Sao Diêm Vương (Hành tinh lùn – Dwarf Planet)

Sao Diêm Vương và các mặt trăng của nó quay quanh mặt trời nằm gần rìa của hệ Mặt trời.

Sao Diêm Vương là hành tinh thứ 9 tính từ Mặt trời, nó không giống với các hành tinh khác ở nhiều đặc điểm. Diêm Vương tinh nhỏ hơn Mặt Trăng của hành tinh Trái Đất. Quỹ đạo của sao Diêm Vương nằm trong quỹ đạo của sao Hải Vương và sau đó, tách ra khỏi quỹ đạo đó. Từ năm 1979 đến đầu năm 1999, Diêm Vương tinh chính thức được cho là hành tinh thứ 8 tính từ Mặt trời. Nhưng sau đó, vào ngày 11 tháng Hai năm 1999, nó đi theo con đường của sao Hải Vương rồi quay trở lại thành hành tinh nằm xa nhất trong hệ Mặt trời – đến tận khi nó bị ” giáng xuống” là hành tinh lùn.

Hành tinh lùn Pluto nằm cách Hải Vương tinh 228 năm. Quỹ đạo của Pluto bị nghiêng so với mặt phẳng chính của hệ Mặt trời – nơi mà các hành tinh khác quay quanh – khoảng 17,1 độ. Nó là một hành tinh đá, lạnh cùng một bầu không khí rất phù du. Nhiệm vụ New Horizons của NASA đã thực hiện chuyến tàu bay vũ tụ đầu tiên trong lịch sử lên sao Diêm Vương vào ngày 14 tháng 7 năm 2015.

Hành tinh thứ 9 (Planet Nine)

Hành tinh thứ 9 quay xung quanh Mặt trời với khoảng cách xa gấp 20 lần so với quỹ đạo sao Hải Vương. Trong đó, quỹ đạo của sao Hải Vương là 49,530km tính từ mặt trời đến điểm gần nhất. Quỹ đạo của hành tinh kỳ lạ xa hơn khoảng 600 lần so với quỹ đạo Mặt trời tính từ ngôi sao.

Các nhà khoa học không thể quan sát trực tiếp hành tinh thứ 9. Sự tồn tại của hành tinh thứ 9 được quan sát bởi hiệu ứng hấp dẫn của nó đối với các hành tinh khác trong vành đai Kuiper, một khu vực nằm rìa hệ Mặt trời – nơi các vật thể đóng băng còn sót lại từ sự ra đời của mặt trời và các hành tinh.

Nhà khoa học Mike Brown và Konstantin Batygin tại Viện Công nghệ California ở Pasadena mô tả bằng chứng về hành tinh 9 trong một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Thiên văn. Nghiên cứu này được dựa trên các mô hình toán học và mô phỏng máy tính dựa vào các quan sát trong sáu Thiên thể vành đai Kuiper Belt khác nhỏ hơn so với quỹ đạo phù hợp trong một vấn đề tương tự.

Báo cáo bổ sung của cộng tác viên Nola Taylor Reddtrên trang Space.com.

Vũ Trụ Và Hệ Mặt Trời

Cấu tạo của vũ trụ

Vũ trụ mà ta biết bao gồm vô số các vì sao. Mỗi vì sao là một thiên thể phát sáng, như mặt trời của chúng ta.

Quay quanh mỗi vì sao có các hành tinh, các thiên thạch, sao chổi, theo những quỹ đạo ellip lấy sao làm tiêu điểm, nhờ tương tác của lực hấp dẫn. Quay quanh mỗi hành tinh có các vệ tinh, các vành đai hoặc đám bụi. Mỗi vì sao tạo ra quanh nó một hệ mặt trời, như hệ mặt trời của chúng ta.

Hàng tỷ hệ mặt trời tụ lại thành một đám, do lực hấp dẫn, tạo ra một thiên hà. Thiên hà của chúng ta được gọi là Ngân hà hay Milky Way, là một trong số hàng tỷ thiên hà trong vũ trụ quan sát được, thiên hà của chúng ta gồm 1011 ngôi sao, có hình đĩa dẹt xoắn ốc, bán kính khoảng = 45.000nas

(nas = năm ánh sáng = 365,25x24x60x60x300.000 =9,5.1012km).

Mỗi hệ mặt trời quay quanh tâm thiên hà với tốc độ hàng trăm km/s. Hệ mặt trời của chúng ta nằm trên rìa ngoài của Ngân hà, cách tâm khoảng 30.000nas, và quay quanh tâm Ngân hà với vận tốc:

vMT= 230km/s.

Vũ trụ mà ta quan sát được hiện nay chứa khoảng 10 tỷ thiên hà, có bán kính 3.1025m, chứa khoảng 1020 ngôi sao với tổng khối lượng khoảng 1050kg.

Sự vận động và dãn nở của vũ trụ

Để tồn tại dưới tác dụng của lực hấp dẫn, các thiên thể trong vũ trụ phải chuyển động không ngừng. Các hành tinh tự xoay quanh mình và quay quanh mặt trời với tốc độ vài chục km/s, các mặt trời quay quanh tâm thiên hà với tốc độ hàng trăm km/s, các thiên hà quay quanh tâm đại thiên hà với tốc độ hàng nghìn km/s.

Năm 1923, khi sử dụng kính thiên văn vô tuyến ghi phổ bức xạ phát ra từ các thiên hà, Edwin Hubble nhận thấy các vạch quang phổ luôn dịch chuyển về phía bước sóng  dài, phía màu đỏ. Hiện tượng dịch về phía đỏ của bức xạ được giải thích bằng hiệu ứng Doppler, là do các thiên thể phát bức xạ đang chuyển động ra xa nơi thu bức xạ, chuyển động rời xa nhau của các thiên hà được phát hiện thấy theo mọi phương, với vận tốc tăng dần theo khoảng cách giữa chúng. Như vậy, các thiên thể trong vũ trụ đang rời xa nhau, và vũ trụ đang dãn nở như quả bóng đang được thổi căng ra.

Định luật Hubble

Thực tế hằng số Hubble chưa thể xác định chính xác, chỉ biết nó nằm trong khoảng (1530)km/s.106nas.

Thuyết Big Bang

Thực nghiệm cho biết vũ trụ đang dãn nở, các thiên thể đang rời xa nhau. Vậy nếu đi ngược lại thời gian, các thiên thể sẽ tiến lại gần nhau, thể tích vũ trụ sẽ co dần lại. Tại một thời điểm nào đó, toàn bộ vũ trụ sẽ co lại thành một chất điểm, có khối lượng, năng lượng và nhiệt độ vô cùng lớn.

Dựa trên lý luận này, George Lemaitre người Bỉ và sau đó George Gamow cùng Alexandre Priedmann người Nga, bằng các phép tính có cơ sở vật lý đúng đắn, đã nêu ra học thuyết về sự hình thành của vũ trụ, gọi là thuyết Big Bang. Thuyết này cho rằng vũ trụ được sinh ra cách đây khoảng 15 tỷ năm từ một quả trứng cực nhỏ, có khối lượng (M), năng lượng (E) và nhiệt độ (T) cực lớn bởi một vụ nổ lớn gọi là Big Bang. Vụ nổ này tạo ra không gian – thời gian và toàn bộ Vũ trụ, theo quá trình dãn nở như sau:

Bảng 1.1. Tóm tắt lịch sử của Vũ trụ

Sự hình thành hệ mặt trời

Một tỷ năm sau vụ nổ Big Bang, Vũ trụ dãn nở làm nhiệt độ giảm đến 100K. Lúc này các nhân H, He kết hợp với điện tử tạo ra phân tử khí H2, He. Các khí này quây tụ thành từng đám trong thiên hà. Từ mỗi đám bụi này, do tác dụng của lực hấp dẫn, sẽ dần dần hình thành một hệ mặt trời.

Hệ mặt trời của ta thuộc thế hệ thứ 3, được sinh ra từ một đám mây bụi và khí có kích thước hàng ngàn tỷ kilômét.

Dưới tác dụng của lực hấp dẫn, đám mây bắt đầu co lại, dẹt đi, và tâm của nó trở nên đặc và nóng dần, đến mức có thể khởi phát các phản ứng hạt nhân và trở thành mặt trời. Khí và bụi ít đặc hơn phía ngoài sẽ quay quanh mặt trời, kết thành các vành đai, ngưng tụ thành các hành tinh và tiểu hành tinh. Phần khí loãng quanh hành tinh cũng ngưng kết theo cách tương tự để tạo ra các vệ tinh quay quanh hành tinh.

Cấu tạo và các thông số của hệ mặt trời

Hệ mặt trời gồm có mặt trời và 9 hành tinh quay quanh nó, theo các quỹ đạo ellip gần tròn. Vòng trong có 4 hành tinh dạng rắn là sao Thủy, sao Kim, quả Đất, sao Hỏa, vòng ngoài có 5 hành tinh dạng khí là sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Hải Vương, sao Diêm Vương.

Giữa sao Hỏa và sao Mộc có một vành đai gồm các tiểu hành tinh với đường kính từ vài chục mét tới vài trăm kilômét.

Các hành tinh đều có từ 1 đến 22 vệ tinh, trừ sao Thủy và sao Kim. Ngoài ra còn có một số sao chổi, gồm một nhân rắn chứa bụi và nước đá với một đuôi hơi nước kéo dài hàng triệu kilômét quay quanh mặt trời theo quỹ đạo ellip rất dẹt.

Bảng 1.2 .Các thông số của các thiên thể trong hệ mặt trời

Tương lai của vũ trụ

Trên cơ sở của vật lý thiên văn hiện đại, có thể dự báo tương lai của vũ trụ theo một trong ba kịch bản sau và phụ thuộc vào mật độ trung bình  của vũ trụ, là một thông số hiện nay chưa xác định chính xác, so với mật độ tới hạn 0= 5.10-27 kg/m3, bằng cỡ ba nguyên tử hidro trong 1 m3.

Nếu  < 0 thì vật thể dãn nở không giới hạn, bán kính r tăng đến vô cùng, nhiệt độ tiến tới 0oK, gọi là mô hình vật thể mở.

Theo kịch bản này, Mặt trời của chúng ta sẽ tắt hẳn sau hơn 5 tỷ năm nữa, biến thành một xác sao sắt hình cầu. Các thế hệ sao liên tiếp được sinh ra, tiêu hủy hết các hạt nhân nhẹ.

Sau 1012 năm, tất cả mọi ngôi sao đều tắt, vũ trụ sẽ là một không gian bao la, đen tối và lạnh lẽo, chứa các xác sao dạng quả cầu sắt, neutron hoặc lỗ đen và các hành tinh lạnh.

Sau 1018 năm, dưới tác động lâu dài của lực hấp dẫn, mỗi thiên hà sẽ bị phân hủy thành các xác sao tự do và một lỗ đen thiên hà, có đường kính hàng tỷ km và khối lượng cỡ 109.M0 (Mo = 2.103kg là khối lượng mặt trời)

Sau 1027 năm, các lỗ đen trong các đám thiên hà sẽ phân hủy thành các siêu thiên hà. Vũ trụ tiếp tục dãn nở, nhiệt độ hạ thấp đến 10-10 K, đủ lạnh để các lỗ đen bắt đầu bay hơi. Các lỗ đen cỡ mặt trời sẽ bay hơi hết sau 1062 năm, lỗ đen thiên hà biến mất sau 1092 năm, và lỗ đen siêu thiên hà sẽ bay hơi hết thành ánh sáng sau 10100 năm. Lúc này Vũ trụ chỉ còn các quả cầu sắt, neutron và các hành tinh lưu lạc trong không gian bao la, đen tối, nhiệt độ cỡ10-60 K.

Sau 101500 năm, nhiệt độ vũ trụ là 10-1000 K, toàn bộ vật chất ở ngoài các sao neutron sẽ co lại thành các quả cầu sắt. Tiếp theo đó, các sao neutron và quả cầu sắt sẽ co lại thành các lỗ đen. Các lỗ đen cuối cùng sẽ bay hơi hết thành ánh sáng sau 1010exp70 năm. Hình bóng cuối cùng của Vũ trụ là một khoảng không vô hạn chứa các hạt photon và neutrino, có mật độ và nhiệt độ tiến dần tới không.

Theo những thông tin mới nhất, Vũ trụ của ta có thể phát triển theo kịch bản này.

nếu  = 0 thì Vũ trụ sẽ dãn nở chậm dần, tiến tới một bán kính ổn định sau thời gian lâu vô hạn gọi là mô hình Vũ trụ phẳng. Các quá trình trong Vũ trụ phẳng tương tự như trong Vũ trụ mở, nhưng xảy ra chậm dần và tiến tới ổn định lúc thời gian tiến đến vô cùng.

Quá trình dãn nở chậm dần, xảy ra trong khoảng 50 tỷ năm. Mặt trời của ta sẽ diễn tiếp kịch bản như trong Vũ trụ mở. Các vì sao tiếp tục sinh ra và chết đi, nhiệt độ Vũ trụ giảm dần.

Vào năm thứ 50 tỷ, Vũ trụ có bán kính cực đại, gấp ba lần hiện nay, nhiệt độ bằng 1 K, lúc này lực hấp dẫn cân bằng với lực dãn nở do Big Bang tạo ra, quá trình dãn nở dừng lại. Sau đó quá trình co lại được khởi động, các thiên thể bắt đầu rơi về phía nhau, với gia tốc tăng dần. Năm thứ 99 tỷ, Vũ trụ co lại còn 1/5 kích thước hiện nay, lúc đó các đám thiên hà sẽ hợp lại thành một đám duy nhất. Vũ trụ co tiếp 900 triệu năm sau đó, các thiên hà hợp nhất, tạo ra một không gian bằng 1/100 kích thước Vũ trụ hiện nay, với nhiệt độ nền T 300K, chứa đầy các sao. Sau đó 99 triệu năm, Vũ trụ co lại còn 1/1000 kích thước hiện nay và nhiệt độ nền T=3000K. Sau 900.000 năm nữa, nhiệt độ Vũ trụ đạt T=104K, các sao bắt đầu bay hơi, các nguyên tử bị phân hủy thành các hạt nhân và điện tử, chiếm đầy không gian. Vũ trụ lúc này là một vật đục duy nhất, như lúc 300.000 năm đầu tiên của nó. 90.000 năm tiếp theo, vũ trụ đạt nhiệt độ 107K, gây phản ứng hạt nhân trong các sao, làm nổ trong các sao. Nhiệt độ tiếp tục tăng làm các hạt nhân phân hủy thành proton và neutron, các lỗ đen hút nhau và hút các vật chất xung quanh.

Rất có thể, sau khi co tới trạng thái tới hạn cực nhỏ nào đó, Vũ trụ lại bùng phát một phản ứng tức thời biến toàn bộ vật chất thành năng lượng, tạo ra vụ Big Bang mới, lặp lại chu kỳ tiếp theo của Vũ trụ.

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Mặt trời là một khối khí hình cầu có đường kính 1,390.106km (lớn hơn 110 lần đường kính trái đất), cách xa trái đất 150.106km (bằng một đơn vị thiên văn AU ánh sáng mặt trời cần khoảng 8 phút để vượt qua khoảng này đến trái đất). Khối lượng mặt trời khoảng Mo = 2.1030kg. Nhiệt độ To trung tâm mặt trời thay đổi trong khoảng từ 10.106K đến 20.106K, trung bình khoảng 15600000 K. Ở nhiệt độ như vậy vật chất không thể giữ được cấu trúc trật tự thông thường gồm các nguyên tử và phân tử. Nó trở thành plasma trong đó các hạt nhân của nguyên tử chuyển động tách biệt với các electron. Khi các hạt nhân tự do có va chạm với nhau sẽ xuất hiện những vụ nổ nhiệt hạch. Khi quan sát tính chất của vật chất nguội hơn trên bề mặt nhìn thấy được của mặt trời, các nhà khoa học đã kết luận rằng có phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở trong lòng mặt trời.

Về cấu trúc, mặt trời có thể chia làm 4 vùng, tất cả hợp thành một khối cầu khí khổng lồ. Vùng giữa gọi là nhân hay “lõi” có những chuyển động đối lưu, nơi xảy ra những phản ứng nhiệt hạt nhân tạo nên nguồn năng lượng mặt trời, vùng này có bán kính khoảng 175.000km, khối lượng riêng 160kg/dm3, nhiệt độ ước tính từ 14 đến 20 triệu độ, áp suất vào khoảng hàng trăm tỷ atmotphe. Vùng kế tiếp là vùng trung gian còn gọi là vùng “đổi ngược” qua đó năng lượng truyền từ trong ra ngoài, vật chất ở vùng này gồm có sắt (Fe), can xi (Ca), nát ri (Na), stronti (Sr), crôm (Cr), kền (Ni), cácbon ( C), silíc (Si) và các khí như hiđrô (H2), hêli (He), chiều dày vùng này khoảng 400.000km. Tiếp theo là vùng “đối lưu” dày 125.000km và vùng “quang cầu” có nhiệt độ khoảng 6000K, dày 1000km ở vùng này gồm các bọt khí sôi sục, có chỗ tạo ra các vết đen, là các hố xoáy có nhiệt độ thấp khoảng 4500K và các tai lửa có nhiệt độ từ 7000K -10000K. Vùng ngoài cùng là vùng bất định và gọi là “khí quyển” của mặt trời.

Nhiệt độ bề mặt của mặt trời khoảng 5762K nghĩa là có giá trị đủ lớn để các nguyên tử tồn tại trong trạng thái kích thích, đồng thời đủ nhỏ để ở đây thỉnh thoảng lại xuất hiện những nguyên tử bình thường và các cấu trúc phân tử. Dựa trên cơ sở phân tích các phổ bức xạ và hấp thụ của mặt trời người ta xác định được rằng trên mặt trời có ít nhất 2/3 số nguyên tố tìm thấy trên trái đất. Nguyên tố phổ biến nhất trên mặt trời là nguyên tố nhẹ nhất Hydro. Vật chất của mặt trời bao gồm chừng 92,1% là Hydro và gần 7,8% là Hêli, 0,1% là các nguyên tố khác. Nguồn năng lượng bức xạ chủ yếu của mặt trời là do phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hạt nhân Hydro, phản ứng này đưa đến sự tạo thành Hêli. Hạt nhân của Hydro có một hạt mang điện dương là proton. Thông thường những hạt mang điện cùng dấu đẩy nhau, nhưng ở nhiệt độ đủ cao chuyển động của chúng sẽ nhanh tới mức chúng có thể tiến gần tới nhau ở một khoảng cách mà ở đó có thể kết hợp với nhau dưới tác dụng của các lực hút. Khi đó cứ 4 hạt nhân Hyđrô lại tạo ra một hạt nhân Hêli, 2 neutrino và một lượng bức xạ .

4H11  He24 + 2 Neutrino + 

Neutrino là hạt không mang điện, rất bền và có khả năng đâm xuyên rất lớn. Sau phản ứng các Neutrino lập tức rời khỏi phạm vi mặt trời và không tham gia vào các “biến cố” sau đó.

Trong quá trình diễn biến của phản ứng có một lượng vật chất của mặt trời bị mất đi. Khối lượng của mặt trời do đó mỗi giây giảm chừng 4.106 tấn, tuy nhiên theo các nhà nghiên cứu, trạng thái của mặt trời vẫn không thay đổi trong thời gian hàng tỷ năm nữa. Mỗi ngày mặt trời sản xuất một nguồn năng lượng qua phản ứng nhiệt hạch lên đến 9.1024kWh (tức là chưa đầy một phần triệu giây mặt trời đã giải phóng ra một lượng năng lượng tương đương với tổng số điện năng sản xuất trong một năm trên trái đất).

Phân bố nhiệt độ và áp suất trong mặt trời

Dưới tác dụng của lực hấp dẫn, hướng về tâm khối khí hình cầu của mặt trời, áp suất, nhiệt độ và mật độ khí quyển sẽ tăng dần.

Để tìm các hàm phân bố nhiệt độ T(r), áp suất p(r) và khối lượng riêng (r) tại bán kính r, ta sẽ xét một phân tố hình trụ dV=S.dr khí Hydro của mặt trời, thỏa mãn các giả thiết sau:

Là khí lý tưởng, nên có quan hệ pv=RT.

Là đứng yên, nên có cân bằng giữa trọng lực và các áp lực lên 2 đáy :

p.S – (p + dp).S – gSdr =0

Là đoạn nhiệt, nên theo định luật nhiệt động 1, có:

q = CpdT – vdp = 0

***SORRY, THIS MEDIA TYPE IS NOT SUPPORTED.***

Suy ra hay T(r) = T0 –

bằng cách lấy tích phân:

Từ đó suy ra:

Phân bố khối lượng riêng (r) sẽ có dạng:

Nhiệt độ T0 tại tâm mặt trời có thể tính theo nhiệt độ bề mặt:

Nhiệt độ tâm mặt trời có thể xác định theo công thức:

Các phản ứng hạt nhân trong mặt trời

Phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli

Trong quá trình hình thành, nhiệt độ bên trong mặt trờisẽ tăng dần. Khi vùng tâm mặt trời đạt nhiệt độ T 107K, thì có đủ điều kiện để xảy ra phản ứng tổng hợp Hêli từ Hydrô, theo phương trình : 4H1  He4 + q.

Đây là phản ứng sinh nhiệt q = m.c2, trong đó c = 3.108m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không, m = (4mH – mHe) là khối lượng bị hụt, được biến thành năng lượng theo phương trình Einstein. Mỗi 1kg hạt nhân H1 chuyển thành He4 thì bị hụt một khối lượng m = 0,01kg, và giải phóng ra năng lượng:

q = m.c2 = 0,01.(3.108)2 = 9.1014 J

Lượng nhiệt sinh ra sẽ làm tăng áp suất khối khí, khiến mặt trời phát ra ánh sáng và bức xạ, và nở ra cho đến khi cân bằng với lực hấp dẫn. Mỗi giây mặt trời tiêu hủy hơn 420 triệu tấn hydro, giảm khối lượng m = 4,2 triệu tấn và phát ra năng lượng Q = 3,8.1026W.

Muốn đạt nhiệt độ tại tâm đủ cao để thành một ngôi sao, thiên thể cần có khối lượng M  0,08M0, với M0 = 2.1030kg là khối lượng mặt trời.

Thời gian xảy ra phản ứng tổng hợp Heli nằm trong khoảng (1081010)năm, giảm dần khi khối lượng ngôi sao tăng. Khi khối lượng sao càng lớn nhiệt độ và áp suất của phản ứng đủ cân bằng lực hấp dẫn càng lớn, khiến tốc độ phản ứng tăng, thời gian cháy Hydro giảm. Giai đoạn đốt Hydro của mặt trời được khởi động cách đây 4,5 tỷ năm, và còn tiếp tục trong khoảng 5,5 tỷ năm nữa.

Phản ứng tổng hợp Cácbon và các nguyên tố khác

Khi nhiên liệu H2 dùng sắp hết, phản ứng tổng hợp He sẽ yếu dần, áp lực bức xạ bên trong không đủ mạnh để cân bằng lực nén do hấp dẫn, khiến thể tích co lại. Khi co lại, khí He bên trong bị nén nên nhiệt độ tăng dần, cho đến khi đạt tới nhiệt độ 108K, sẽ xảy ra phản ứng tổng hợp nhân Cacbon từ He :

3He4  C12 + q

Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao, tốc độ lớn, nên thời gian cháy He chỉ bằng1/30 thời gian cháy H2 khoảng 300 triệu năm. Nhiệt sinh ra trong phản ứng làm tăng áp suất bức xạ, khiến ngôi sao nở ra hàng trăm lần so với trước. Lúc này mặt ngoài sao nhiệt độ khoảng 4000K, có màu đỏ, nên gọi là sao đỏ khổng lồ. Vào thời điểm là sao đỏ khổng lồ, mặt trời sẽ nuốt chửng sao Thủy và sao Kim, nung trái đất đến 1500K thành 1 hành tinh nóng chảy, kết thúc sự sống tại đây.

Kết thúc quá trình cháy Heli, áp lực trong sao giảm, lực hấp dẫn ép sao co lại, làm mật độ và nhiệt độ tăng lên, đến T= 5.106K sẽ xảy ra phản ứng tạo Oxy:

4C12 3O16 + q

Các phản ứng trên đã tạo ra hơn 20 nguyên tố, tận cùng là sắt Fe56 (gồm 26 proton và 30 netron), toàn bộ quá trình được tăng tốc, xảy ra chỉ trong vài triệu năm.

Sau khi tạo ra sắt Fe56, chuỗi phản ứng hạt nhân trong ngôi sao kết thúc, vì việc tổng hợp sắt thành nguyên tố nặng hơn không có độ̣ hụt khối lượng, không phát sinh năng lượng, mà cần phải cấp thêm năng lượng.

Sự tiến hóa cuả mặt trời

Sau khi tạo ra sắt, các phản ứng hạt nhân sinh nhiệt tắt hẳn, lực hấp dẫn tiếp tục nén mặt trời cho đến “chết”. Quá trình hoá thân của mặt trời phụ thuộc cường độ lực hấp dẫn, tức là tuỳ thuộc vào khối lượng của nó, theo một trong ba kịch bản như sau:

Các sao có khối lượng M (0,7  1,4)M0:

Sau khi hết nhiên liệu, từ một sao đỏ khổng lồ đường kính 100.106 km co lại thành sao lùn trắng đường kính cỡ 1500 km, là trạng thái dừng khi lực hấp dẫn cân bằng với áp lực tạo ra khi các nguyên tử đã ép sát lại nhau, có khối lượng riêng cỡ 1012 kg/m3. Nhiệt sinh ra khi nén làm nhiệt độ bề mặt sao đạt tới 6000K, sau đó tỏa nhiệt và nguội dần trong một tỉ năm thành sao lùn đen hay sao sắt, như một xác sao không thấy được lang thang trong vũ trụ. Mặt trời hoá kiếp theo kiểu này.

Các sao có khối lượng M  (1,4 5)M0:

Lực hấp dẫn đủ mạnh để ép nát nguyên tử, ép các hạt nhân lại sát nhau, làm tróc hết lớp vỏ điện tử, tạo ra một khối gồm toàn neutron ép sát nhau và gọi là sao neutron, có đường kính cỡ 15 km và mật độ 1018kg/m3.

Quá trình co lại với gia tốc lớn và bị chặn đột ngột tại trạng thái neutron, tạo ra một chấn động dữ dội, gây ra vụ nổ siêu sao mới, gọi là supernova, phát ra năng lượng bằng trăm triệu lần năng lượng mặt trời, làm bắn tung toàn bộ các lớp ngoài của sao gồm đủ các loại nguyên tố. Lớp vật liệu bắn ra sẽ tạo thành các đám bụi vũ trụ thứ cấp, để hình thành các sao thứ cấp sau đó. Sao neutron mới tạo ra, còn gọi là pulsar, sẽ tự quay với tốc độ khoảng 630 vòng/s và phát bức xạ rất mạnh dọc trục, phát tán hết năng lượng sau vài triệu năm và sẽ hết quay, trở thành một xác chết trong vũ trụ.

Các sao có khối lượng M 5M0:

Quá trình tổng hợp các hạt nhân nặng được gia tốc, xảy ra rất nhanh. Sau khi hết nhiên liệu, do lực hấp dẫn quá lớn, sao sụp đổ với gia tốc lớn, co lại liên tục, không dừng lại ở trạng thái neutron, đạt tới bán kính Schwarzschild R = , tạo thành một lỗ đen, kèm theo một vụ nổ siêu sao mới. Lỗ đen có khối lượng riêng khoảng 1023 kg/m3, tạo ra trường hấp dẫn rất mạnh, làm cong không gian xung quanh tới mức vật chất kể cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được. Mọi thiên thể đến gần đều bị cuốn hút như một xoáy nước khổng lồ. Nếu được nén đến trạng thái lỗ đen, đạt tới bán kính hấp dẫn, thì bán kính Quả đất chỉ bằng 3cm, bán kính mặt trời là 3 km.

Trái đất được hình thành cách đây gần 5 tỷ năm từ một vành đai bụi khí quay quanh mặt trời, kết tụ thành một quả cầu xốp tự xoay và quay quanh mặt trời. Lực hấp dẫn ép quả cầu co lại, khiến nhiệt độ nổ tăng lên hàng ngàn độ, làm nóng chảy quả cầu, khi đó các nguyên tố nặng như Sắt và Niken chìm dần vào tâm tạo lõi quả đất, xung quanh là magma lỏng, ngoài cùng là khí quyển sơ khai gồm H2, He, H2O, CH4, NH3 và H2SO4. Trái đất tiếp tục quay, tỏa nhiệt và nguội dần. Cách đây 3,8 tỷ năm nhiệt độ đủ nguội để Silicat nổi lên trên mặt magma rồi đông cứng lại, tạo ra vỏ trái đất dày khoảng 25km, với núi cao, đất bằng và hố sâu. Năng lượng phóng xạ trong lòng đất với bức xạ mặt trời tiếp tục gây ra các biến đổi địa tầng, và tạo ra thêm H2O, N2, O2, CO2 trong khí quyển. Khí quyển nguội dần đến độ nước ngưng tụ, gây ra mưa kéo dài hành triệu năm, tạo ra sông hồ, biển và đại dương.

Cách đây gần 2 tỷ năm, những sinh vật đầu tiên xuất hiện trong nước, sau đó phát triển thành sinh vật cấp cao và tiến hoá thành người.

Trái đất, hành tinh thứ 3 tính từ mặt trời, cùng với mặt trăng một vệ tinh duy nhất tạo ra một hệ thống hành tinh kép đặc biệt. Trái đất là hành tinh lớn nhất trong số các hành tinh bên trong của hệ mặt trời với đường kính ở xích đạo 12.756 km. Nhìn từ không gian, trái đất có màu xanh, nâu và xanh lá cây với những đám mây trắng thường xuyên thay đổi. Bề mặt trái đất có một đặc tính mà không một hành tinh nào khác có: hai trạng thái của vật chất cùng tồn tại bên nhau ở cả thể rắn và thể lỏng. Vùng ranh giới giữa biển và đất liền là nơi duy nhất trong vũ trụ có vật chất hiện hữu ổn định trong cả 3 thể rắn, lỏng và khí.

Hình 1.9. Cấu tạo bên trong trái đất

Về cấu tạo, bên trong trái đất được chia ra 4 lớp. Trong cùng là nhân trong, có bán kính r  1300km, nhiệt độ T  4000K, gồm Sắt và Niken bị nén cứng. Tiếp theo là nhân ngoài, có r  (1300  3500)km, nhiệt độ T  (2000  4000)K, gồm Sắt và Niken lỏng. Kế tiếp là lớp magma lỏng, chủ yếu gồm SiO và Sắt, có r  (3500  6350)km, nhiệt độ T  (1000  2000)K. Ngoài cùng là lớp vỏ cứng dày trung bình 25 km, có nhiệt độ T  (300  1000)K, chủ yếu gồm SiO và H2O. Lớp vỏ này gồm 7 mảng lớn và hơn 100 mảng nhỏ ghép lại, chúng trôi trượt và va đập nhau, gây ra động đất và núi lửa, làm thay đổi địa hình.

Hành tinh trái đất di chuyển trên một quỹ đạo gần ellip, mặt trời không ở tâm của ellip, mà là tại một trong 2 tiêu điểm. Trong thời gian một năm, có khi trái đất gần, có khi xa mặt trời đôi chút, vì quỹ đạo ellip của nó gần như hình tròn. Hàng năm, vào tháng giêng, trái đất gần mặt trời hơn so với vào tháng 7 khoảng 5 triệu km, sự sai biệt này quá nhỏ so với khoảng cách mặt trời đến trái đất. Chúng ta không cảm nhận được sự khác biệt này trong một vòng quay của trái đất quanh mặt trời, hay trong một năm, sự khác biệt về khoảng cách này hầu như không ảnh hưởng gì đến mùa đông và mùa hè trên trái đất, chỉ có điều là vào mùa đông chúng ta ở gần mặt trời hơn so với mùa hè chút ít.

Trái đất chuyển động quanh mặt trời, đồng thời nó cũng tự quay quanh trục của nó. Trong thời gian quay một vòng quanh mặt trời, trái đất quay 365 và 1/4 vòng quanh trục. Chuyển động quay quanh mặt trời tạo nên bốn mùa, chuyển động quay quanh trục tạo nên ngày và đêm trên trái đất. Trục quay của trái đất không thẳng góc với mặt phẳng quỹ đạo, bởi thế chúng ta có mùa đông và mùa hè. Trái đất quay, vì thế đối với chúng ta đứng trên trái đất có vẻ như các vì sao cố định được gắn chặt với quả cầu bầu trời quay xung quanh chúng ta. Chuyển động quay của trái đất không quá nhanh để lực ly tâm của nó có thể bắn chúng ta ra ngoài không gian. Lực ly tâm tác dụng lên mọi vật cùng quay theo trái đất, nhưng vô cùng nhỏ. Lực ly tâm lớn nhất ở xích đạo nó kéo mọi vật thể lên phía trên và làm chúng nhẹ đi chút ít. Vì thế, mọi vật thể ở xích đạo cân nhẹ hơn năm phần ngàn so với ở hai cực. Hậu quả của chuyển động quay làm cho trái đất không còn đúng là quả cầu tròn đều nữa mà lực ly tâm làm cho nó phình ra ở xích đạo một chút. Sự sai khác này thực ra không đáng kể, bán kính trái đất ở xích đạo là 6.378.140km, lớn hơn khoảng cách từ 2 cực đến tâm trái đất là gần 22km.

Sự sống và các đại dương có khả năng tạo ra sự sống chỉ hiện hữu duy nhất trên trái đất. Trên các hành tinh khác gần chúng ta nhất như sao Kim thì quá nóng và sao Hỏa quá lạnh. Nước trên sao Kim nay đã bốc thành hơi nước, còn nước trên sao Hoả đã đóng thành băng bên dưới bề mặt của nó. Chỉ có hành tinh của chúng ta là phù hợp cho nước ở thể lỏng với nhiệt độ từ 0 đến 100oC. Xung quanh trái đất có lớp khí quyển dày khoảng H = 800 km chứa N2, O2, H2O, CO2, NOx, H2, He, Ar, Ne. Áp suất và khối lượng riêng của khí quyển giảm dần với độ cao y theo quy luật:

p(y) = p0.(1 – (g/(Cp.T0)).y)Cp/R

(y) = 0(1 – (g/(Cp.T0)).y)Cv/R.

Khí quyển tác động đến nhiệt độ trên hành tinh của chúng ta. Các vụ phun trào núi lửa cùng với các hoạt động của con người làm ảnh hưởng đến các thành phần cấu tạo của khí quyển. Vì thế, hệ sinh thái trên hành tinh chúng ta là kết quả của sự cân bằng mong manh giữa các ảnh hưởng khác nhau. Trong quá khứ, hệ sinh thái này là một hệ thống cân bằng tự điều chỉnh, nhưng ngày nay do tác động của con người có thể đang là nguyên nhân làm vượt qua trạng thái cân bằng này.

Lớp không khí bao quanh trái đất có thể tích khoảng 270 triệu km3 và nặng khoảng 5.300 tỷ tấn đè lên thân thể chúng ta. Những gì mà chúng ta cảm nhận được chỉ xảy ra trong tầng thấp nhất, cao khoảng 18km của cột không khí khổng lồ này, tuy nhiên, phần nhỏ này lại đóng vai trò quan trọng nhất đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta.

Trong không khí chứa khoảng 78% phân tử nitơ và 21% oxy cùng với 1% argon và một số chất khí khác và hơi nước trong đó có khoảng 0,03% khí cácbonic. Mặc dầu hàm lượng khí cácbonic rất nhỏ, nhưng lại đóng một vai trò quan trọng đối với sự sống trên trái đất.

Càng lên cao áp suất không khí giảm và nhiệt độ cũng thay đổi rất nhiều, tuy nhiên nhiệt độ của không khí không hạ xuống một cách đơn giản khi chúng ta tiến ra ngoài không gian, nhiệt độ không khí giảm và tăng theo một chu trình nhất định. Nhiệt độ ở mỗi tầng tương ứng với mức tích tụ và loại năng lượng tác động trong tầng đó.

Hình 1.10. Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao của các tầng khí quyển Khí quyển của trái đất có thể chia làm 4 tầng, trong đó mỗi tầng có một kiểu cân bằng năng lượng khác nhau. Tầng dưới cùng nhất gọi là tầng đối lưu (Troposphere) tầng này bị chi phối bởi ánh sáng khả kiến và

tia hồng ngoại, gần 95% tổng số khối lượng và toàn bộ nước trong khí quyển phân bố trong tầng này tầng đối lưu cao chỉ khoảng 14km. Gần như toàn bộ sự trao đổi năng lượng giữa khí quyển và trái đất xảy ra trong tầng này. Mặt đất và mặt biển bị hâm nóng lên bởi ánh nắng mặt trời. Nhiệt độ trung bình trên bề mặt trái đất khoảng 15oC, bức xạ nhiệt đóng vai trò điều tiết tự nhiên để giữ cho nhiệt độ trên mặt đất chỉ thay đổi trong một dải tầng hẹp.

Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy lượng ozon trong tầng thấp nhất của khí quyển (tầng đối lưu) ngày càng tăng, trong khi đó hàm lượng ozon trong tầng bình lưu đã bị giảm 6% từ 20 năm trở lại đây. Hậu quả của sự suy giảm này là các tia cực tím có thể xuyên qua khí quyển đến mặt đất ngày nhiều hơn và làm nhiệt độ trong tầng bình lưu ngày càng lạnh đi, trong khi đó nhiệt độ trong tầng đối lưu ngày một nóng lên do hàm lượng ozon gần mặt đất ngày càng tăng.

Trong tầng giữa (Mesosphere), có độ cao từ 50km trở lên, ozon thình lình mỏng ra và nhiệt độ giảm dần và lên đến ranh giới cao nhất của tầng này (khoảng 80km) thì nhiệt độ chỉ khoảng -90oC.

Càng lên cao nhiệt độ bắt đầu tăng trở lại và sự cấu tạo của khí quyển thay đổi hoàn toàn. Trong khi ở tầng dưới các quá trình cơ học và trong tầng giữa các quá trình hoá học xảy ra rất tiêu biểu, thì trong tầng cao nhất của khí quyển các quá trình diễn ra rất khác biệt. Nhiệt lượng bức xạ rất mạnh của mặt trời làm tách các phân tử ra để tạo thành các ion và electron. Vì thế người ta gọi tầng này là tầng điện ly (Ionosphere) các sóng điện từ bị phản xạ trong tầng này.

Càng lên cao, bức xạ mặt trời trời càng mạnh, ở độ cao khoảng 600km, nhiệt độ lên đến 1000oc. càng lên cao khí quyển càng mỏng và không có một ranh giới rõ ràng phân biệt gữa khí quyển của trái đất và không gian. người ta thống nhất rằng khí quyển chuẩn của trái đất có độ cao 800km.