MỤC LỤC

2 – 3 triệu năm
Hành tinh khí khổng lồ và tiểu hành tinh

Không phải tất cả các tiền hành tinh đều lớn lên với cùng vận tốc. Ở vòng tròn tuyết, các tảng băng nhiều gấp mười lần so với silicat và kim loại ở bên trong. Băng cũng rất dính: tính toán cho thấy chúng có độ kết dính gấp 20 lần so với silicat ở cùng tốc độ va chạm. Vì vậy, với mật độ dày đặc như vậy, với những vật chất dễ dính ở khoảng cách 5 AU, quá trình ngưng tụ hoạt động cực kỳ hiệu quả ở đây. Kết quả của quá trình là hành tinh đầu tiên được hình thành: Sao Mộc.

Trong vòng ít hơn 100000 năm, một tiền hành tinh lớn hơn Trái Đất hiện đại đã xuất hiện ở vòng tròn tuyết, một khối băng đá khổng lồ. Nhưng quá trình lớn lên không dừng lại ở đây vì lượng băng tuyết khổng lồ như vậy. Cuối cùng khi tiền hành tinh băng đá này trở nên quá lớn, có thể là 15 lần khối lượng Trái Đất, nó bắt đầu hút cả những vật chất khối lượng nhẹ - các chất khí, chủ yếu là hydro và heli, chúng vẫn chiếm phần lớn trong nó ngày nay. Khi hành tinh này quay quanh Mặt Trời, nó hút khí từ cả hai bên và tạo khoảng trống, dần dần cái hồ chứa đã sinh ra nó bắt đầu cạn khô. Tuy nhiên, Sao Mộc ngừng lớn không phải do thiếu nguyên liệu. Đó là do Mặt Trời. Sau khi Sao Mộc đã lớn được khoảng một triệu năm, có thể ít hơn, Mặt Trời của chúng ta bước vào dạng T-Tauri. Cơn gió cực mạnh của nó đã xáo tung Hệ Mặt Trời như một cơn bão và đẩy các chất khí không sử dụng ra xa, đi vào không gian. Cuối cùng thì quá trình lớn lên của Sao Mộc cũng bị chặn đứng. Nhưng giờ đây nó đã có khối lượng gấp 300 lần Trái Đất. Không thể lớn thêm nữa, hành tinh khí khổng lồ này – giờ đây được bao bọc bởi một cái đĩa khí và bụi khổng lồ của riêng mình, giống như Tinh vân Mặt Trời nhưng nhỏ hơn – bắt đầu lấy lại bình tĩnh và nguội xuống. Điều này xảy ra vào khoảng 3 triệu năm trong quá trình hình thành các hành tinh, trước sự xuất hiện của các hành tinh khác rất lâu, có thể ngoại trừ Sao Thổ.

Hình dưới: Ở ngoài xa Tinh vân Mặt Trời có một hạt giống hành tinh băng đó khổng lồ lớn gấm 20 lần khối lượng Trái Đất và vẫn còn đang lớn thêm (bên phải). Lực hấp dẫn khổng lồ của nó hút khí từ cả hai bên của một khoảng trông trong Tinh vân Mặt Trời khi hành tinh - mà định mệnh để trở thành Sao Mộc - tạo ra một con đường cho chính nó.

Vật Lý Thiên Văn - Chia sẻ niềm đam mê!

Sự xuất hiện sớm của Sao Mộc gây ra rắc rối cho nhũng hạt giống hành tinh khác gần đó trong quá trình hình thành hành tinh. Những hạt giống đi quá gần Sao Thổ sẽ chịu một lực lực kéo mạnh do lực hấp dẫn của hành tinh này. Qua thời gian, một vài hạt giống đã bị xáo trộn quỹ đạo và văng ra khỏi cái đĩa. Những hạt còn lại, không thể kết dính với nhau vì sự quấy nhiễu liên tục của hấp dẫn từ Sao Mộc và tồn tại cho đến ngày nay trong trạng thái các tiểu hành tinh. Chúng ta sẽ tìm hiểu về các thiên thể này nhiều hơn ở phần 3. Sao Thổ, một hành tinh khí khổng lồ giống Sao Mộc, cũng hình thành theo cách tương tự. Nhưng với khoảng cách xa Mặt Trời gấp hai lần, nhân băng và đá của nó mất nhiều thời gian hơn để hình thành trong môi trường tương đối thưa thớt xung quanh. Vào thời điểm gió mặt trời nổi lên và thổi bay những khí không sử dụng xung quanh, Sao Thổ chưa có đủ thời gian để lớn như người họ hàng của mình. Số phận tương tự cũng đến với hai hành tinh tiếp theo, vào vài triệu năm sau đó: Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.

Người dịch: Trịnh Khắc Duy - CLB Thiên văn Bách khoa

Author: Hien PHAN
Nguyên chủ nhiệm CLB Thiên văn Bách khoa - PAC (nay là CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC); Nghiên cứu sinh ngành Vật lý thiên văn tại APC Laboratory, Paris Diderot University, Cộng hòa Pháp.

Bài viết xem nhiều