Phần 1: Tính chất vật lý, tính chất quĩ đạo và cách đặt tên của sao chổi

Hình 1: bức ảnh chụp sao chổi Halley ngày 8 tháng 5 năm 1910, bởi tiến sĩ G.W.Ritchey, sử dụng kính thiên văn 60 inch (1,5m) tại Đài quan sát Mount, Wilson, Calif trong suốt thời gian sao chổi xuất hiện. Bức ảnh thể hiện phần đầu của sao chổi và phần đuôi dài của chúng: những đường sọc thẳng, ngắn là các ngôi sao nền.
Chụp bởi: NASA/JPL

Sao chổi là 1 khối băng giải phóng khí hoặc bụi bẩn. Chúng thường được so sánh với “quả cầu tuyết bẩn”, dù những nghiên cứu gần đây đã khiến một số nhà khoa học gọi chúng là quả cầu bẩn đầy tuyết. Sao chổi bao gồm bụi bẩn, băng, CO2 ở dạng rắn, ammonia, methane, vv. Các nhà thiên văn học nghĩ rằng sao chổi là phần còn sót lại của khí, bụi, băng và đá, những thành phần đầu tiên hình thành Hệ Mặt Trời cách đây 4,6 tỷ năm.

Một số nhà nghiên cứu khác lại nghĩ rằng sao chổi là nguồn gốc mang nước và các phân tử hữu cơ tới Trái Đất và dẫn tới sự hình thành cuộc sống con người trên Trái Đất như ngày nay. Để nghiên cứu về giả thuyết này, nhiệm vụ Rosetta đã hạ cánh một thiết bị thăm dò lên sao chổi từ ngày 12 tháng 11 năm 2014 để nghiên cứu về phần nhân, môi trường của chúng và quan sát sự thay đổi của sao chổi khi chúng tiến gần tới Mặt Trời

Sao chổi có quĩ đạo quay xung quanh Mặt trời, tuy nhiên, phần lớn chúng được tin rằng trú ngụ tại vùng được gọi là “Đám mây Oort”, 1 vùng nằm cách rất xa quĩ đạo Sao Diêm Vương. Thông thường, quĩ đạo sao chổi là hình ellip với cận điểm gần Mặt Trời, nên trong quá trình di chuyển, chúng đều có những khoảng thời gian tiến sâu vào bên trong của Hệ Mặt Trời. Tần suất xuất hiện của hầu hết các sao chổi là thường xuyên, nhưng cũng có vài trường hợp khoảng thời gian ấy kéo dài tới vài thế kỉ. Có rất nhiều người chưa bao giờ được nhìn thấy tận mắt sao chổi, nên nó sẽ trở thành 1 sự kiện thiên văn đặc biệt rất khó quên đối với những người may mắn chứng kiến được nó.

ĐẶC TÍNH VẬT LÝ

Phần nhân rắn hay tâm của sao chổi phần lớn được cấu tạo từ băng, bụi bẩn, bao phủ bởi vật liệu hữu cơ tối, theo NASA, với phần băng cấu tạo chủ yếu từ nước đá và 1 vài chất khác ở trạng thái rắn như ammonia, CO2, CO và methane, và phần lõi có thể có một lượng nhỏ nhân đá. Khi sao chổi tiếp cận Mặt Trời, phần băng trên bề mặt của phần nhân chuyển thành khí, tạo thành một đám mây được biết tới dưới dạng sương mù(Coma). Bức xạ từ Mặt Trời tách các hạt bụi ra khỏi coma, hình thành đuôi từ bụi bẩn, trong khi các hạt mang điện từ Mặt Trời sẽ ion hóa khí của sao chổi, hình thành nên đuôi ion. Vì gió Mặt Trời (xuất phát từ mặt trời và có hướng đi ra xa Mặt Trời) khuếch tán và kéo dài phần đuôi ion theo hướng đi của nó nên đuôi sao chổi luôn có hướng tiến xa khỏi Mặt Trời). Khimới xuất hiện, sao chổi và tiểu hành tinh có vẻ bề ngoài tương tự nhau, sự khác biệt duy nhất để phân biệt chúng là sự hiện diện của Coma và đuôi. Thỉnh thoảng, sao chổi bị xác định nhầm thành tiểu hành tinh cho tới khi các nhà quan sát thấy rõ được sự hiện diện của cả 1 trong 2 đặc điểm trên. 

Phần nhân của hầu hết sao chổi đo được là 10 dặm (16km) hoặc ít hơn. Vài sao chổi có phần Coma rộng tới gần 1 triệu dặm(1,6 triệu km) và phần đuôi dài tới 100 triệu dặm(160 triệu km)

Chúng ta có thể quan sát sao chổi bằng mắt thường khi chúng xẹt ngang qua Mặt Trời bởi phần Coma và đuôi phản chiếu ánh sáng Mặt Trời hoặc thậm chí tự phát sáng nhờ năng lượng chúng hấp thụ từ Mặt Trời. Tuy nhiên, phần lớn sao chổi lại quá nhỏ hoặc quá mờ để quan sát mà không có sự trợ giúp của kính thiên văn.

Trong quá trình tiếp cận với Mặt Trời, hầu hết các sao chổi đã bị mất phần lớn lượng vật chất(băng, đá) cấu thành nên nó, nên dưới áp lực của áp suất Mặt Trời, các sao chổi tự tan rã thành rất nhiều mảnh vụn gây ra các trận mưa sao băng ở trên Trái Đất khi Trái Đất đi ngang qua quĩ đạo của chúng. Ví dụ như mưa sao băng Perseid thường diễn ra khoảng giữa ngày 9 đến ngày 13 tháng 8 khi Trái Đất đi ngang qua quĩ đạo sao chổi Swift-Tuttle. 

Hình 2: Sao chổi MCNaught C/2009 được quan sát vào ngày 6 tháng 5 năm 2017
Chụp bởi: Michael Jäger

CÁC TÍNH CHẤT CỦA QUĨ ĐẠO

Các nhà thiên văn học phân loại sao chổi dựa trên thời gian chúng di chuyển hết 1 vòng quĩ đạo quanh Mặt Trời. Sao chổi chu kì ngắn cần khoảng 200 năm hoặc ít hơn để hoàn thành 1 vòng, trong khi sao chổi chu kì dài cần nhiều hơn 200 năm, và có một vài sao chổi đơn độc không chịu sự bắt giữ của hấp dẫn Mặt Trời nên quĩ đạo của nó mang chúng thoát ra khỏi hệ Mặt trời, theo NASA. Các nhà khoa học cũng khám phá các sao chổi ở vành đai tiểu hành tinh và cho rằng sao chổi vành đai chính có thể là nguyên nhân hình thành nguồn nước của các hành tinh đá phía trong.

Các nhà khoa học nghĩ rằng sao chổi chu kì ngắn, được biết như các sao chổi tuần hoàn, có nguồn gốc từ vùng các vật thể băng dạng đĩa được biết đến là vành đai Kuiper nằm ngoài quĩ đạo Sao Hải Vương, với các tương tác hấp dẫn với các hành tinh bên trong có tác dụng kéo các vật thể này vào bên trong, nơi chúng trở thành các sao chổi thực sự. Sao chổi chu kì dài thường đến từ vùng lân cận xung quanh đám mây Oort hoặc thậm chí xa hơn, được kéo vào trong dưới sức kéo hấp dẫn với ngôi sao lướt qua nó

Một số sao chổi được gọi là Sun-grazers , chúng bị hút thẳng vào Mặt Trời, hoặc bị thăng hoa và vỡ vụn khi chúng tới gần Mặt Trời.

CÁCH ĐẶT TÊN

Nhìn chung, các sao chổi được đặt tên sau khi chúng được khám phá. Ví dụ, sao chổi Shoemaker-Levy 9 được đặt tên như vậy bởi nó là sao chổi chu kì ngắn thứ 9 được phát hiện bởi Eugene, Carolyn Shoemaker và David Levy. Các tàu thăm dò không gian cũng hoạt động rất hiệu quả trong việc phát hiện ra các sao chổi mới, nên 1 vài sao chổi được đặt tên dựa trên tên các nhiệm vụ trên như SOHO hay WISE.

[còn tiếp]

Nguồn: Space.com

Tham khảo: Comets: Facts About The 'Dirty Snowballs' of Space

Sinh viên cử nhân ngành Vũ trụ và Ứng dụng, trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (2016 - 2019).

Bài viết xem nhiều