Giới thiệu

Mặt trời, chín hành tinh của nó và các vệ tinh, tiểu hành tinh, và những sao chổi-tất cả là những thành phần tạo nên Hệ Mặt Trời. Trong cuốn sách này chúng ta sẽ gặp gỡ chúng một cách chi tiết. Chúng ta sẽ biết đặc điểm, vị trí của chúng trong Hệ Mặt Trời, hình dáng chúng như thế nào và chúng liên kết với các thành phần khác ra sao. Chúng ta sẽ tìm hiểu chúng được tạo thành từ cái gì và như thế nào. Chúng ta sẽ khám phá những thành phần nào còn tồn tại trong Hệ Mặt Trời kể từ ngày sinh của nó. Và, cuối cùng, chúng ta sẽ xem điều gì sẽ xảy ra với chúng-với cả Hệ Mặt Trời-trong tương lai rất xa, trong hàng tỷ năm nữa, khi ngôi sao mệt mỏi mà chúng ta gọi là Mặt Trời bước vào tuổi già, và xa hơn nữa. Những chủ đề này và nhiều nữa là một phần của câu chuyện vĩ đại-câu chuyện về Hệ Mặt Trời.

*(1)*(3)Hình trên: Hình ảnh mô tả các hành tinh trong quỹ đạo của chúng quanh Mặt Trời, chia theo tỷ lệ. Hầu hết đều chuyển động trên đường gần tròn, trong cùng một mặt phẳng-gọi là mặt phẳng hoàng đạo-nhưng Sao Thủy, Sao Hỏa và đặc biệt Sao Diêm Vương lại có quỹ đạo elip với Mặt Trời nằm lệch về phía một tiêu điểm. Lưu ý trong hình-sự khác biệt về tỷ lệ giữa những hành tinh vòng trong và vòng ngoài-khu vực vòng trong được phóng to ở góc dưới bên phải.

Tổng quan về Hệ Mặt Trời

Hình dáng của Hệ Mặt Trời như thế nào? Các vật thể khác nhau được tìm thấy ở đâu, và chuyển động của chúng có liên quan gì với nhau? Đây là những câu hỏi quan trọng. Bởi vì, nếu chúng ta không thể trả lời chúng một cách chính xác nhất có thể, chúng ta sẽ thất bại với chủ đề còn cơ bản hơn trong cuốn sách: nguồn gốc của Hệ Mặt Trời. Vì vậy tốt hơn hết là bỏ một chút thời gian để cùng nhau xem lại những điều đã biết về Hệ Mặt Trời mà chúng ta là một phần trong đó.

Điều đầu tiên cần nhắc đến là trung tâm của hệ các hành tinh này chính là vùng lãnh thổ mặt trời. Chủ của nó chính là ngôi sao màu vàng mà chúng ta gọi là Mặt Trời-không phải Trái Đất hay bất kỳ thiên thể lớn nào khác trong Hệ Mặt Trời. Lời khẳng định này nghe có vẻ tầm thường nhưng hãy nghĩ lại. Tuyết Nhật Tâm Hệ bị chế nhạo-hay thậm chí còn bị coi là dị giáo quyết liệt ở thế giới phương Tây-cho đến 400 năm trở về trước. Trước đó quan điểm được chấp nhận phổ biển là Trái Đất nằm ở tâm, và Mặt Trời, Mặt Trăng và những hành tinh đã biết khác (tổng cộng là năm) di chuyển xung quanh nó. Mô hình này được nhà khoa học người Ai Cập Claudius Ptolemaeus (Ptolemy) công bố vào thế kỷ thứ hai sau Công Nguyên. Cho đến 1543 mới có một nhà khoa học và là giáo sĩ người Ba Lan Nicolaus Copernicus (1473-1543) xuất bản lý thuyết dám lấy Trái Đất khỏi trung tâm và đưa Mặt Trời vào. Không ngạc nhiên, lý thuyết của Copernicus đối diện với sự chống đối khủng khiếp từ giới tu sĩ. Thực ra, Copernicus đã đoán trước được công trình của mình sẽ bị đối xử như thế nào, vì không muốn đối đầu với những ý kiến phản đối, ông đã trì hoãn việc xuất bản cho đến năm mình mất. Nhưng dù sao thì lý thuyết của Copernicus cũng không hoàn hảo. Ngoại trừ việc đặt Mặt Trời vào trung tâm thì quỹ đạo của các hành tinh đã sai. Nhiều thập kỷ sau, nhà thiên văn học người Đức Johannes Kepler (1571-1630) trở thành người tìm ra câu trả lời chính xác. Những hành tinh không chuyển động trong một quỹ đạo tròn hoàn toàn. Thay vào đó, quỹ đạo của chúng hơi có dạng elip-hình giống như vòng tròn bị đè bẹp. Cùng với nhà quan sát người Ý Galileo Galilei (1564-1642), Kepler là dụng cụ để xác nhận một lần nữa rằng mô hình của Ptolemy đã sai hoàn toàn-mặc dù nó đã thống trị một khoảng thời gian đáng nể là 1500 năm.

*(2)Hình trên: Khi thể hiện ở cùng tỷ lệ, các hành tinh có thể được chia thành ba loại. Những hành tinh gần Mặt Trời nhất (bên dưới) là những tảng đá nhỏ được gọi là các hành tinh đá. Sao Mộc và Sao Thổ gấp 11,2 và 9,5 lần Trái Đất và được biết với cái tên những hành tinh khí khổng lồ. Sao DIêm Vương tí hon và mặt trăng Charon của nó không nằm trong bất kỳ nhóm nào nên thường được coi thuộc về nhóm gọi là các thiên thể của vành đai Kuiper-những thiên thể băng và đá chuyển động bên ngoài Sao Hải Vương. Dù là thế giới lớn nhất, Sao Mộc, nhưng nó chỉ bằng một phần mười kích thước của Mặt Trời.

Kể từ đó hiểu biết của chúng ta về Hệ Mặt Trời được sàng lọc liên tục. Tất nhiên, các phát hiện xuất hiện ngày càng nhiều theo thời gian. Nhưng đây là tổng kết của một vài tính chất chính của Hệ Mặt Trời được biết ngày nay.

1. Mặt Trời là trung tâm
2. Cả chín hành tinh di chuyển xung quanh mặt trời theo ngược chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ ‘bên trên’.
3. Quỹ đạo của chúng thực ra là elip nhưng gần tròn.
4. Hầu hết quỹ đạo của các hành tinh chỉ lệch vài độ trên một mặt phẳng chung, mặt phẳng hoàng đạo.
5. Ngoại trừ ba hành tinh, tất cả đều tự quay ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ ‘bên trên’.
6. Hầu hết vệ tinh đều có quỹ đạo và hướng tự quay giống với hành tinh đó.
7. Bốn hành tinh gần Mặt Trời nhất-những hành tinh đất-được cấu tạo từ đá và kim loại.
8. Bốn hành tinh tiếp theo tính từ Mặt Trời-những người khổng lồ-được cấu tạo từ hidro và heli.
9. Những hành tinh khổng lồ và quỹ đạo của chúng lớn hơn mười lần kích thước và quỹ đạo của các hành tinh đất.
10. Hành tinh cuối cùng, Sao Diêm Vương, là một quả cầu lạc loài, không thuộc nhóm nào kể trên.

Như vậy, bức tranh nổi lên là một Hệ Mặt Trời trật tự, với mọi thứ chuyển động và quay cùng một hướng và gần như trùng một mặt phẳng. Sao Diêm Vương là hành tinh duy nhất có quỹ đạo lệch khỏi mặt phẳng hoàng đạo một cách rõ ràng, hơn 17 độ. Ngoài nó ra, Hệ Mặt Trời khá mỏng, có thể nói mỏng hơn cả một cái đĩa ăn tối nữa. Nó có hình dáng như một cái đĩa.

Ngoài những đặc điểm trên, Hệ Mặt Trời của chúng ta còn có những tính chất quan trọng khác. Chúng ta cần nhớ rằng Trái Đất không chỉ chia sẻ ngôi nhà với tám hành tinh khác mà còn là hàng sa số những mảnh vụn nhỏ hơn là các tiểu hành tinh và sao chổi. Những tiểu hành tinh này, là những hòn đá và kim loại không rõ định hình, được tìm thấy chủ yếu là giữa quỹ đạo của các hành tinh đất và khổng lồ, và một lần nữa tạo nên một không gian giống như một cái đĩa rộng được biết đến là vành đai tiểu hành tinh. Những sao chổi, những vật thể băng đá nhỏ, có hai nơi ở. Một số nằm lẩn khuất xa khỏi những hành tinh khổng lồ trong một cái đĩa có tên vành đai Kuiper, và hàng tỷ ngôi sao chổi khác nằm cách xa mặt trời hàng ngàn lần so với Sao Diêm Vương. Chúng nằm xung quanh ngôi sao của chúng ta trong một cấu trúc hình cầu gọi là đám mây Oort. Đây chính là phần mở rộng thực sự của Hệ Mặt Trời.

---------------------------------------------------------------------
Ghi chú: (các ghi chú đều là của người dịch)

*(1),(2)Các từ tiếng Anh trong hình:

Asteroid: Tiểu hành tinh
Earth/Moon: Trái Đất/Mặt Trăng
Jupiter: Sao Mộc
Mars: Sao Hỏa
Mecury: Sao Thủy
Neptune: Sao Hải Vương
Pluto: Sao Diêm Vương
Saturn: Sao Thổ
Sun: Mặt Trời
Uranus: Sao Thiên Vương
Venus: Sao Kim

*(3)AU: Đơn vị thiên văn, khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời

Những cái tên khác sẽ được giới thiệu ở phần sau của cuốn sách.

(Còn tiếp...)

The Story of the Solar System-Câu chuyện về Hệ Mặt Trời
Người dịch: Trịnh Khắc Duy - CLB Thiên văn Bách khoa

• MỤC LỤC - Câu chuyện về Hệ Mặt Trời