Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
ĐẠI HỌC KHOA HỌC
BỘ MÔN VẬT LÝ
BÀI TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI:
Mặt Trời và hệ Mặt Trời
Giáo viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Đăng
Người thực hiện: Lê Thị Phương Hiền
Nguyễn Thị Huyền Trang
Mặt trời và hệ Mặt Trời
1
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Thái nguyên, ngày 30 tháng 4 năm 2011
MỤC LỤC
Trang
Mục lục...........................................................................2
Mở đầu............................................................................4
Chương I: Mặt Trời .......................................................6
I.Nhận thức ban đầu của con người về Mặt Trời........6
II. Mặt Trời theo quan điểm khoa học...........................7
1. Giới thiệu qua về Mặt Trời ..............................7
2. Sự tiến hoá của Mặt Trời..................................8
3. Cấu tạo của Mặt Trời.......................................10
3.1 Phần lõi........................................................10
3.2 Tầng bức xạ................................................11
3.3 Tầng tối ưu.................................................12
3.3.1 Phần quyển sáng.......................................12
3.3.2 Phần quyển sắc........................................13
Mặt trời và hệ Mặt Trời
2
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
3.3.3 Vầng hào quang........................................13
4.Một số hiện tượng .............................................14
4.1 Vết đen Mặt Trời........................................14
4.2 Nhật thực và nguyệt thực...........................15
Chương II: Hệ Mặt Trời................................................19
I.
Hệ Mặt Trời và các hành tinh ..............................19
1. Hệ Mặt Trời .....................................................19
2. Các hành tinh trong hệ Mặt Trời .....................21
II.
Sự hình thành hệ Mặt Trời....................................27
1. Lý thuyết cổ điển..............................................27
2. lý thuyết hiện đạ...............................................28
Kêt luận...........................................................................32
Tài liêu tham khảo...........................................................33
Mặt trời và hệ Mặt Trời
3
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Mặt trời và hệ Mặt Trời
4
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
MỞ ĐẦU
Mặt Trời rất gần gũi và quen thuộc với chúng ta, trong cuộc sống
hàng ngày cũng như trong lao động sản suất. Hàng ngày, mặt trời soi sáng
sưởi ấm cho chúng ta, đó như là một điều hiển nhiên. Tuy nhiên đã bao
giờ bạn tự hỏi rằng nếu như không có mặt trời thì chúng ta sẽ thế nào?
Hay bao giờ thì Mặt Trời biến mất?Hoặc có thể đơn giản như Mặt Trời
từ đâu đến?
Từ xa xưa con người ở mỗi quốc gia, mỗi dân tộc đã có những
nhận thức khác nhau về mặt trời. Hình ảnh mặt trời thường gắn liền với
các vị thần, có một nguồn năng lượng siêu nhiên nào đó. Ngày nay, khi
khoa học phát triển người ta đã nghiên cứu ra hiểu rõ hơn về mặt trời và
quan niệm rằng:
Chúng ta sống trên trái đất, một khối cầu lơ lửng trong không trung
và lăn tròn. Hàng đêm bầu trời của chúng ta sáng lên nhờ những đốm sáng
mà chúng ta vẫn thường gọi là những vì sao hay những ngôi sao. Và mỗi
đốm sáng nhỏ bè đó đều là các khối cầu khí khổng lồ, có khả năng tự phát
sáng và phát nhiệt, các đốm sáng đó rất lớn và cách rất xa chúng ta. Trong
số hàng tỉ các ngôi sao đó, có một ngôi sao đã mang đến cho chúng ta sự
sống. Thực tế một ngôi sao không bao giờ suất hiện vào ban đêm, bởi vì
bản thân sự hiện diện của nó đã đồng nghĩa với ánh sáng ban ngày, và
chúng ta cũng không gọi nó là một ngôi sao mà chúng ta goi đó là Mặt
Trời.
Và cũng biết rằng chúng ta đang sống trên trái đất, một vệ tinh quay
xung quanh Mặt Trời, nhưng không phải chỉ có riêng Trái đất của chúng ta
Mặt trời và hệ Mặt Trời
5
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
quay xung quanh Mặt Trời mà xung quanh mặt trời có một hệ, gồm nhiều
hành tinh gọi là hệ Mặt Trời. Trái Đất của chúng ta chỉ là một trong số
các hành tinh đó. Vậy hệ Mặt Trời là gì? Và được hình thành như thế
nào?
Trong đề tài này chúng ta sẽ đi tìm hiểu khái quát về mặt trời và hệ
mặt trời, giải thích những hiên tượng, vấn đề quay xung quanh Mặt Trời
và hệ Mặt Trời.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
6
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Chương I: MẶT TRỜI
I. Nhận thức ban đầu của con người về Mặt Trời
Từ thời xa xưa, khi khoa học kĩ thuật còn chưa phát triển, nhận
thức của con người còn rất sơ khai về
các hiện tượng tự nhiên như: gió,
mưa, sấm chớp,… Họ đã gắn các hiện
tượng thới tiết đó vào một hình tượng
siêu nhiên đó là các vị thần linh, có khi
ôn hoà che chở, có khi lại nổi giận để
rồi có những tai ương. Mặt Trời cũng
tương tự như vậy, cũng được gắn với
một vị thần ở trên cao hàng ngày mang
ánh sáng đến
Thần Helios cà chiếc xe tứ mã
cho con người. Mỗi dân tộc đều có những
hình tượng về Mặt Trời riêng với những truyền
thuyết riêng. Nhưng tất cả đều gắn Mặt Trời
với một vì thần, như một đáng tối cao, hay là
một vị thần đáng kình nhất. hàng ngày soi sáng
cho cuộc sống của họ. Một truyện thần thoại
rất tiêu biểu mà đếnnay chúng ta vẫn con được
Mặt trời và hệ Mặt Trời
7
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
biết tới hình ảnh của vị thần Mặt Trời trong trí tưởng tượng của con
người trước đây là thần thoại Hy Lạp.
Tượng thần Helios
Cho đến nay, vẫn còn rất nhiều hình ảnh được giữ lai về vị thần
Mặt Trời Helios trong thần thoại này. Theo trí tưởng tượng của người Hy
Lạp xa xưa, Helios là vị thần hàng ngày ngồi trên cỗ xe vàng tứ mã. Mặt
Trời được thần đặt trên xe này và đưa đi dọc theo bầu trời Đông Tây
theo lệnh của thần Zeus.
II. Mặt Trời theo quan điểm khoa học
1. Giới thiệu qua về Mặt Trời
Mặt Trời là một quả cầu khí
nóng khổng lồ, là một sao cỡ trung bình
trong số các sao trong thiên hà của
chúng ta (Ngân Hà hay còn gọi là
Milkyway). Nó nằm cách dìa củ
Milkyway 14000 năm ánh sáng và cách
trung tâm của nó
Mặt trời
khoảng 26000 năm ánh sáng, thuộc một nhánh của thiên hà xoắn
Milkyway.
Đường kính của Mặt Trời mà hàng ngày chúng ta nhìn thấy được
gọi là quang cầu bằng 1392000 km.
Thể thích V=1,41.1018km3
Khối lượng M=1,99.1030kg
Mặt trời và hệ Mặt Trời
8
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Khối lượng riêng trung bình ρ = 1, 41 kg/dm3
Gia tốc trọng trường g=274m/s2
Mặt Trời tự quay quanh một trục (không như một vật rắn). Chu kì
quay của vật chất ở vùng xích đạo bằng 25 ngày. Càng xa xích đạo chu kì
quay càng lớn. Gần cực chu kì quay đến 30 ngày.
2. Sự tiến hoá của Mặt Trời
Trước khi đi tìm hiểu về sự tiến hoá của Mặt Trời thì chúng ta nói
sơ qua về sự hình thành của Mặt Trời. Mặt Trời hình thành cách đây 5,1
tỷ năm từ một đám khí bụi khổng lồ, đám khí này co lại và quay nhanh
dần do hấp dẫn bản thân và phần trung tâm khối khí tụ lại tạo thành Mặt
Trời.
Vậy quá trình tiến hoá của Mặt Trời diễn ra như thế nào? Có khi
nào Mặt Trời ngừng toả sáng?
Từ những hiểu biết về sự hình thành và xuất hiện của hệ Mặt
Trời. Chúng ta có thể biết rằng Mặt Trời đã tồn tại được hơn 5 tỷ năm.
Mặt Trời cũng là một ngôi sao trong số hàng ngàn các ngôi sao khác. Vì
vậy sự tiến hoá của Mặt Trời cũng sẽ tuân theo quy luật chung của các
ngôi sao, nó phụ thuộc vào khối lượng và mật độ (hay là kiểu sao) của
mỗi ngôi sao.
Trước hết chúng ta sẽ tìm hiểu về tiến trình tiến hoá chung của
một ngôi sao với các khối lượng tương ứng khác nhau kể từ sau khi chúng
bắt đầu toả sáng: Thời gian tồn tại của mỗi ngôi sao tuỳ theo khối lượng
của chúng. Các sao càng nặng thì càng cần nhiều năng lượng để chống lại
lực hấp dẫn nên nhiên liệu nhanh bị đốt cháy hết. Do đó sao càng nặng thì
tuổi thọ càng ngắn ngủi.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
9
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Mặt Trời là một sao lùn vàng G2V. Các sao cỡ như Mặt Trời có
tuổi thọ khoảng 10 tỷ năm. các sao khổng lồ 10 15 triệu năm còn các sao
lùn đỏ là 20 triệu năm, các sao siêu khổng lồ chỉ thọ vài triệu năm. Sau khi
hêt nhiên liệu. Ngôi sao không thể tiếp tục chống lại hấp dẫn bản thân.
Phần trong co lại về phía lõi còn vỏ ngoài phồng to và phát ra ánh sáng đỏ.
Ngôi sao trở thành sao khổng lồ đỏ trong khoảng 100 triệu năm (với sao
cỡ Mặt Trời) hoặc sao siêu khổng lồ đỏ trong vài triệu năm. Phần nõi
trong co lại và tiếp tục nóng lên. Đây là lúc phản ứng xảy ra kết hợp hạt
nhân Heli thành hạt nhân Cacbon. Khi áp suất giải phóng ra cân bằng với
hấp dẫn, lõi ngôi sao ngừng co lại.
Đối với các sao nhỏ cỡ Mặt Trời, sau quá tình trên, lõi sao co lại
thành sao lùn trắng còn lớp ngoài phóng ra tạo thành tinh vân hành tinh.
Với các sao có khối lượng lớn, nhiệt độ ở lõi sẽ tăng đủ lớn dể xảy ra các
quá trình tổng hợp hạt nhân tạo ra các nguyên tố năng như C, O, Mg, Al,
P, S,....Fe. Ngôi sao có lõi sắt trong cùng và các nguyên tố nhẹ dần ra phía
ngoài.
Giai đoạn kết thúc: khi nhiên liệu hoàn toàn cạn kiệt, ngôi sao bước
vào thời kì suy sập do hấp dẫn.
Các sao có khối lượng < 1,4 lần khối lượng Mặt Trời (giới
hạn Chandrasekhar) co laị thành sao lùn trắng và cuối cùng là
một sao lùn đen mất hút trong vũ trụ.
Các sao khối lượng 1,4 1,5 khối lượng Mặt Trời co lại
mạnh hơn, vượt qua kích thước sao lùn trắng xuống mức đường
kính 20km gây ra một vụ nổ sao siêu mới. Cuối cùng, khi lực
Mặt trời và hệ Mặt Trời
10
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
đẩy tĩnh điện giữa các neutron và proton chống lại được lực hấp
dẫn, sao ngừng co và trở thành sao neutron.
Các sao có khối lượng lớn hơn Mặt Trời 45 lần co lại hêt
sức manh mẽ, cũng tạo ra một vụ nổ sao siêu mới. Tuy nhiên do
khối lượng lớn, hấp dẫn lớn đến mức làm triệt tiêu lực đẩy giữa
các neutron, tạo thành lỗ đen.
Hiện nay, các nhà khoa học đã tính toán và dự đoán: giai đoạn kết
thúc của Mặt Trời có lẽ sẽ bắt đầu vào khoảng 4 tỷ năm nữa. Sau thời
gian này, nhiên liệu của Mặt Trời không còn đủ để tạo ra các phản ứng
chống lại hấp dẫn của bản thân nó nữa và trong lõi trong co lại để dần
tạo thành sao lùn trắng thì cái vỏ ngoài sẽ phình to và tất cả chúng ta cũng
như các hành tinh nhóm trong sẽ bị nuốt chửng và khi đó chúng ta hãy hi
vọng rằng con người đã tìm được một nơi khác để ở hay ít ra là vẫn còn
nơi nào trong vũ trụ giống chúng ta (tức là sự sống vẫn còn tồn tại)
3. Cấu tạo của Mặt Trời
Cũng giống như Trái đất, Mặt trời cũng có nhiều lớp khác nhau tạo
nên cấu trúc của nó. Nhưng Mặt Trời không giống Trái Đất ở chỗ, nó
hoàn toàn là một quả cầu khí, không có một bề mặt chất rắn nào cả. Mặc
dù Mặt Trời hoàn toàn được tạo ra bằng các khí, nhưng tỷ trọng và nhiệt
độ của các khí có sự khác biệt rất lớn từ phần trung tâm cho đến phần xa
nhất. Ở phần trung tâm của Mặt trời, tỷ trọng bằng 150 gam/cm 3 (gấp 10
lần tỷ trọng của vàng hoặc chì). Càng xa trung tâm Mặt trời, nhiệt độ và
tỷ trọng càng giảm.
Mặt trời có cấu tạo gồm 3 phần: Phần lõi, bức xạ và tầng đối
lưu:
Mặt trời và hệ Mặt Trời
11
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
3.1 Phần lõi:
Phần lõi của Mặt trời là khu vực trung tâm, có độ dày gần bằng
25% bán kính Mặt trời, là nơi các phản
ứng hạt nhân tổng hợp hyđro để hình
thành Heli. Những phản ứng này giải
phóng năng lượng mà về sau nó đi ra
khỏi mặt trời dưới dạng các ánh sáng
nhìn được. Tại đây, trọng lực sẽ hút tất
cả mọi vật hướng vào trong và tạo ra
một áp lực rất lớn. Chính áp lực này đã
tác động khiến cho các nguyên tử khí Hyđro kết hợp với nhau để tạo ra
phản ứng hạt nhân. Hai nguyên tử Hyđro được kết hợp để tạo ra nguyên
tử Heli4 và năng lượng theo các bước sau:
Hai proton kết hợp với nhau tạo ra một Đơteri (nguyên tử Hyđro
kết hợp với một nơtron), một pozitron (phần rất nhỏ của vật chất
có điện tích dương và có cùng khối lượng với electron) và một
nơtrinô
Một proton kết hợp với một nguyên tử Đơteri để tạo ra một
nguyên tử Heli3 (hai proton kết hợp với một nơtron) và một tia
gamma.
Hai nguyên tử Heli3 phản ứng với nhau tạo thành một Heli4 (hai
proton và hai nơtron) và hai proton.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
12
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Những phản ứng này tạo ra 85% nguồn năng lượng Mặt trời. 15%
còn lại được tạo ra từ các phản ứng dưới đây:
Một nguyên tử Heli3 và một nguyên tử Heli4 kết hợp với nhau tạo
thành một nguyên tử Berili7 (bốn proton và 3 nơtron) và một tia
Gamma.
Một Berili7 hút một electron để tạo thành một Lithi7 (ba proton
và bốn nơtron) và một nơtrinô
Một Lithi7 kết hợp với một proton tạo thành hai nguyên tử Heli4.
Nguồn năng lượng được phát ra dưới nhiều dạng ánh sáng (tia
cực tím, các tia X, ánh sáng có thể nhìn thấy được, tia hồng ngoại, các
sóng ngắn và sóng radio). Mặt trời cũng phát ra các hạt mang năng lượng
(nơtron và proton) tạo ra gió Mặt trời. Nguồn năng lượng chiếu xuống
Trái đất giúp sưởi ấm hành tinh này, tác động lên sức khỏe của con người
và cung cấp các nguồn năng lượng cho đời sống. Chúng ta hầu như không
bị các bức xạ và gió Mặt trời làm hại bởi vì đã có bầu khí quyển bảo vệ.
3.2 Tầng bức xạ: là phần tiếp theo phần lõi, chiếm 55% bán kính
Mặt trời. Ở khu vực này, năng lượng từ phần lõi được truyền đi xa hơn
nhờ các photon (lượng tử ánh sáng). Khi một lượng tử ánh sáng được hình
thành, nó sẽ di chuyển được khoảng 1 micromet (một phần triệu mét)
trước khi bị hút bởi các nguyên tử khí. Sau khi hút các photon, các phân tử
khí sẽ bị đốt nóng và lại tiếp tục phát ra các lượng tử ánh sáng khác với
bước sóng tương tự. Các lượng tử ánh sáng được tái phát đó cũng đi thêm
được một quãng đường là 1 micromet và cũng bị các phân tử khí khác hấp
Mặt trời và hệ Mặt Trời
13
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
thụ, chu trình này được lặp lại liên tục, mỗi sự tương tác giữa lượng tử
ánh sáng và các phân tử khí đều mất một lượng thời gian nhất định. Quá
trình hấp thụ và tái phát này diễn ra khoảng 1025 lần trước khi một
lượng tử ánh sáng đi đến được bề mặt, vì vậy khoảng thời gian để một
lượng tử ánh sáng được tạo ra ở phần lõi và sau đó đi đến được bề mặt là
rất đáng kể.
3.3 Tầng đối lưu:
nằm trong khoảng 30% bán kính còn lại, nơi có các dòng đối lưu
hoạt động và mang năng lượng đi ra khỏi bề mặt của Mặt trời. Các dòng
đối lưu này làm tăng hoạt động của các khí nóng bên cạnh đó làm giảm
hoạt động của các dòng khí lạnh. Các dòng đối lưu mang các lượng tử ánh
sáng ra khỏi bề mặt của mặt trời nhanh hơn quá trình chuyển giao các bức
xạ xẩy ra giữa phần lõi và phần bức xạ. Với rất nhiều sự tương tác diễn
ra giữa các lượng tử ánh sáng và phân tử khí trong các tầng bức xạ và đối
lưu, một lượng tử ánh sáng mất gần 100000 đến 200000 năm để tới bề
mặt.
Phía trên bề mặt của Mặt trời là bầu khí quyển bao gồm 3 phần:
3.3.1 Phần quyển sáng:
là khu vực thấp nhất trong bầu khí quyển Mặt trời mà tại đó có thể
nhìn thấy Trái đất, rộng khoảng 300400 km và có nhiệt độ trung bình là
5.800oK. Nó xuất hiện dưới dạng bong bóng hoặc kết tạo thành hạt,
giống với bề mặt của một bình nước đang sôi. Khi đi ra khỏi quyển sáng
Mặt trời và hệ Mặt Trời
14
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
thì nhiệt độ sẽ giảm và các khí sẽ trở nên lạnh hơn, do vậy nó không phát
ra nguồn năng lượng ánh sáng nữa. Vì thế, rìa ngoài cùng của quyển sáng
sẽ tối lại và một hiệu ứng rìa tối đã chiếm toàn bộ phần xung quanh Mặt
trời.
3.3.2 Phần quyển sắc:
nằm phía trên và cách phần quyến
sáng khoảng 2000 km, Nhiêt độ chảy dọc
phần quyển sắc tăng từ 4.500oK đến
10.000oK. Người ta cho rằng phần quyển
sắc bị đốt nóng là do sự đối lưu xẩy ra phía
dưới tầng quyển sáng. Khi các chất khí
chuyển động hỗn loạn trong vùng
Quyển sắc
quyển sáng, chúng sẽ tạo ra các sóng làm đốt nóng các khí xung
quanh và phóng chúng vào vùng quyển sắc dưới dạng các tia khí nóng nhỏ
gọi là các gai nhỏ. Mỗi cái gai cách quyển sáng khoảng 5.000km và tồn
tại một vài phút. Những cái gai này cũng kéo theo sau một đường từ
trường của Mặt trời mà nó được tạo ra bởi sự chuyển động của các khí
bên trong Mặt trời.
3.3.3 Vầng hào quang:
là lớp cuối cùng của Mặt trời và trải dài hàng triệu km phía ngoài
vùng quyển sáng. Chúng ta có thể quan sát nó rõ nhất vào thời điểm nhật
Mặt trời và hệ Mặt Trời
15
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
thực và trong các bức ảnh của mặt trời được chụp bằng tia X. Nhiệt độ
của quầng trung bình là 2 triệu độ K, mặc dù không có ai có thể giải thích
vì sao quầng lại nóng như vậy, nhưng theo một số phỏng đoán thì nguyên
nhân là do từ tính Mặt Trời.
4.Một số hiện tượng
4.1Các vết đen Mặt Trời
Một trong các hiện tượng gây ảnh hưởng mạnh nhất lên trái đất cảu
Mặt Trời là từ trường sinh ra bởi các vết đen, các vệt nhỏ màu đen mà
đôi khi ta có thể quan sát được trực tiếp bằng mắt thường khi nhìn lên
Mặt Trời.
Vết đen Mặt Trời
Người đầu tiên quan sát lên các vết đen này bằng một kính thiên văn 30x
(chiếc kính viễn vọng đầu tiên của loài người). Các quan sát của Galilei
cho thấy các vết đen Mặt Trời xuất hiện và tồn tại khá lâu trên Mặt Trời,
chúng chuyển động từ từ trên bề mặt này và dần biến mất sau khi bị che
khuất. Từ đó ông đi đến kết luận rằng
các vết đen này cũng là một phần của
Mặt Trời và chuyển độn quay cùng thiên
thể, và quan sát các vết đen Mặt Trời cho
phaeps Galilei tự rút ra kết luận Mặt Trời
có chu kỳ tự quay là 28 ngày.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
16
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Các vết đen Mặt Trời có đường kính khoảng 1000 km và tồn tại
khoảng 2 tháng, tức là đủ thời gian để chúng chuyện động trên bề mặt
Mặt Trời, biến mất và lại xuất hiện 2 tuần sau đó. Các vết đen này bản
thân chúng là các vùng có nhiệt độ thấp hơn trên bề mặt ngôi sao, chúng ta
biết rằng bề mặt Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 5800k, còn các vết đen thì
chỉ khoảng 4800k, sự chênh lệch nhiệt độ này là chúng ta nhìn lên thấy
chúng có vẻ tối, và cũng do sự chênh lệch nhiệt độ nhất thời này dẫn đến
các chênh lệch áp suất và biến các vết đen trở thành các vùng hoạt động
mạnh mẽ mỗi khi chúng xuất hiện, sự hoạt động này gây ra nhiều ảnh
hưởng đến Trái Đất mà chủ yếu là các hieuj ứng từ. Chúng có thể làm
kim lam châm chỉ sai hướng và có thể là ảnh hưởng đến hoạt động của
nhiều thiết bị khĩ thuật. Chu kỳ của các vết đen vào khoảng 1117 năm,
cũng có chu kỳ 22 năm, 64 năm và cả 100 năm. Thông thường, chu kỳ của
chúng là 11 năm hoặc 22 năm, vào những thời kỳ có sự trùn của các chu
kỳ, giống nhu sự cộng hưởng của nhiều hiệu ứng Mặt Trời hoạt động dữ
dội và gây ra nhiều chấn động.
4.2 Nhật thực và nguyệt thực
Nhật thực và nguyệt thực là hiện tượng xảy ra khi Mặt Trời , Trái
Đất cà Mặt Trăng cùng nằm trên một đường thẳng và che khuất lẫn nhau.
Ngày xưa, khi chưa có nhiều nhận thức về vũ trụ, con người không
hiểu về hai hiện tượng này và thường đưa ra nhiều cách gải thích khác
nhau:
Mặt trời và hệ Mặt Trời
17
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Có câu chuyện thần thoại phương đông kể rằng 2 nữ thần
Mặt Trời và Mặt Trăng là do Ngọc Hoàng sinh ra có nhiệm vụ thay
nhau đi giám sát dân cư ở từng vùng. Chồng của hai nữ thần này là
một con Gấu. Khi gấu đi với một trong hai người vợ thì khi đó dưới
hạ giới thấy Mặt Trời hoặc Mặt Trăng bị che khuất và người ta
phải đuổi Gấu đi bằng cách gõ mạnh vào chiêng, trống, hay là cối
giã gạo,…
Có chuyện lại cho rằng khi đó Mặt Trời hoặc Mặt Trăng bị gấu ăn
mất.
Có nơi lai cho rằng sự biến mất tạm thời của Mặt Trời hay Mặt
Trăng là điềm dự báo cho một sự thay đổi lớn của một đất nước
hay một dân tộc.
Ở Thổ Nhĩ kỳ, Vào năm 1877, người ta đã chĩa súng về phía Mặt
Trời bắn liên tiếp vì cho rằng quỷ Satan đã ăn mất Mặt Trời của
họ.
Khi có nhật thực toàn phần, trên mặt đất xuất hiện những bóng nhỏ như
những làn sóng lướt đi, còn chân trời thì loé lên những vầng hào quang rực
lửa. Sử gia Herodot đã ghi lại một trận đánh kết thưc bất ngờ giữa quân
Lidia và Midia vì các binh sĩ hai bên đều kinh hoàng khi thấy hiện thượng
này. Nhờ sự phát triển của ngành thiên văn học người ta có thể tính được
trận đánh đó diễn ra vào ngày 28/5/585 (trước công nguyên).
Ngày nay nhờ vào những hiểu biết và khoa học kỹ thuật, chúng ta
có thể giả thích hiện tượng nhật thực và nguyệt thực như sau:
Mặt trời và hệ Mặt Trời
18
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Vi quỹ đạo chuyển động của Mặt trăng quanh Trái Đất là một mặt
phẳng nghiêng so với quỹ đạo chuyển động quanh Mặt Trời của Trái Đất
nên hai mặt phẳng này cắt nhau tạo thành một giao tuyến trong đó có 2
điển nối tâm gọi là 2 tiết điểm của bạch đạo. Nhật thực hay nguyệt thực
sẽ xảy ra khi Mặt Trăng năm tại một trong hai tiếp điểm.
Dưới ánh sáng Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng tạo ra phía sau
mình một bóng tối khổng lồ. Khi 3 thiên thể nằm trên giao tuyến nói trên
thì trục của hai nón bóng tối này cùng nằm trên mặt phảng quỹ đạo của
Mặt Trăng.
Khi Mặt Trăng đi qua tiết điểm giữa Trái đất và Mặt Trời (ngày
không Trăng), cái nón bóng tối của nó quét qua Trái Đất tao thành một
bóng đen. Những khu vực bị bóng đen đó bao phủ khi nó xảy ra nhật thực.
Vì Mặt Trăng có đường kính nhỏ hơn 400 lần so với Mặt Trời và khoảng
cách từ nó đến Trái Đấ cũng nhỏ hơn 400 lần so với khoảng cách từ Trái
Đất đến Mặt Trời nên khi xảy ra nhật thực toàn phần c chính là khi Mặt
Trăng lướt qua che vừa khít lên đĩa sáng Mặt Trời. Những nơi khác do sự
thay đổi góc nhìn nên chỉ có nhật thực một phần.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
19
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Nhật thực toàn phần ít khi sảy ra vì bóng của Mặt Trăng in xuống
Trái Đất chỉ tạo thành một vệt rất nhỏ so với bóng của Trái Đất và cái
bóng đó lướt đi với tốc độ 1km/s. Tại một điểm nhất định khi muốn thấy
2 lần nhật thực toàn phần kế tiếp nhau cần đợi 250 300 năm.
Ngược lại khi Mặt Trăng đi qua tiết điểm đối xứng bên kia Trái
Đất (ngày Trăng tròn). Nó đi qua cái bóng tối của Trái Đất và không nhận
được ánh sáng đến từ Mặt Trời, dó đó xảy ra nhật thực. Cũng vì nón bóng
tối của
Mặt Trăng nên nguyệt thực xảy ra trong một thời gian dài và thấy được ở
nhiều nơi trên Trái Đất.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
20
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Mặt trời và hệ Mặt Trời
21
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Chương II: HỆ MẶT TRỜI
I.
Hệ Mặt Trời và các hành tinh
1. Hệ Mặt Trời
Hệ Mặt Trời là một tập hợp các thiên thể trong vũ trụ, trong đó Mặt Trời
là trung tâm và có rất nhiều loại thiên thể khác nẳm trong phạm vi lực
hấp dẫn của Mặt Trời: 8 hành tinh, 61 vệ tinh & vô số các tiểu hành tinh,
các sao chổi, các thiên thạch,...
8 hành tinh trong hệ Mặt Trời:
Mặt trời và hệ Mặt Trời
22
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Thủy tinh hành tinh nóng bỏng & lạnh buốt.
Kim tinh nữ thần Sắc đẹp hay hành tinh của Thần chết?
Trái Đất hành tinh xanh.
Hỏa tinh hành tinh màu lửa.
Mộc tinh hành tinh khổng lồ đỏ.
Thổ tinh hành tinh đeo khuyên.
Thiên Vương tinh hành tinh khổng lồ màu lá biếc.
Hải Vương tinh hành tinh khổng lồ màu xanh thẫm.
Trước đây sao Diêm Vương cũng được coi là một hành tinh trong
hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, trong những năm gần đây lại có nhiều tranh cãi
liệu rằng sao Diêm Vương có là một hành tinh trong hệ Mặt Trời hay
không? Và cuộc gặp gỡ của gần 2.500 nhà khoa học tại Parague, cộng hoà
Czech đã nhất trí bỏ phiếu loại sao Diêm vương ra khỏi danh sách các
hành tinh trong hệ mặt trời. Thiên thể nhỏ bé xa xôi này bị giáng xuống
hạng
thấp
hơn.
Quyết định của Hiệp hội thiên văn quốc tế (IAU) có nghĩa là các sách giáo
khoa giờ đây sẽ phải viết lại về hệ mặt trời chỉ với 8 hành tinh lớn.
Hệ mặt trời theo tiêu chí mới, chỉ gồm 8 hành tinh lớn truyền thống.
Diêm Vương được xếp vào dạng "hành tinh lùn" cùng với Ceres, Charon
và 2003 UB313. Ảnh: BBC.
Mặt trời và hệ Mặt Trời
23
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Quyết định được đưa ra sau khi các nhà khoa học thống nhất những
tiêu chí để phân loại một thiên thể là một hành tinh:
Nó phải bay trong quỹ đạo quanh mặt trời.
Nó phải đủ lớn để có hình dạng gần tròn
Quỹ đạo của nó phải tách bạch với các vật thể khác
Theo những tiêu chí này, sao Diêm Vương đã tự mình rơi khỏi bảng
xếp loại bởi quỹ đạo hình elip dẹt của nó cắt qua quỹ đạo của sao Hải
Vương.
Sao Diêm Vương, được nhà thiên văn Mỹ Clyde Tombaugh mô tả
năm 1930, giờ đây sẽ được xem là một "hành tinh lùn"
2. Các hành tinh trong hệ Mặt Trời
Các hành tinh trong hệ mặt
trời
Mặt trời và hệ Mặt Trời
24
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 4 năm 2011
Hành tinh (planet) là các thiên thể dưới cấp sao, có khối lượng
nhiều lần nhỏ hơn các sao. Khối lượng của chúng không đủ để tạo ra các
phản ứng tổng hợp hạt nhân giúp chúng phát sáng được như các ngôi sao
nên hành tinh là các thiên thể tối. Chúng chuyển động quanh ngôi sao theo
các quĩ đạo hình elip với chu kì xác định.
Hệ Mặt Trời được biết đến với 8 hành tinh tính từ trong (gần Mặt
Trời nhất) ra gồm: Sao Thuỷ (Mercury), Sao Kim (Venus), Trái Đất
(Earth), Sao Hoả (Mars), Sao Mộc (Jupiter), Sao Thổ (Saturn), Sao Thiên
Vương (Uranus) và Sao Hải Vương (Neptune).
Trước đây chúng ta còn biết đến hành tinh thứ 9 là Sao Diêm
Vương (Pluto). Tuy nhiên đến tháng 8 năm 2006, hành tinh này đã được
xét lại và với các yếu tố về khối lượng, đường kính và khả năng phản
chiếu ánh sáng quá thấp so với 8 hành tinh còn lại, Sao Diêm Vương đã bị
loại ra khỏi danh sách các hành tinh của Hệ Mặt Trời. Nó được đưa vào
một nhóm thiên thể mới gọi là các “hành tinh lùn” (dwarf planet). Hiện
nay nhóm này gồm có 3 thành viên là Pluto, Ceres tiểu hành tinh lớn nhất
trong vành đai tiểu hành tinh, và 2003UB313 một thiên thể được phát
hiện năm 2003 tại vành đai Kuiper. Đây là các thiên thể được coi là trung
gian giữa hành tinh và tiểu hành tinh. Chúng không đủ khối lượng, đường
kính và khả năng phản chiếu ánh sáng để trở thành hành tinh nhưng lại …
quá lớn so với kích cỡ trung bình của các tiểu hành tinh.
8 hành tinh trong hệ Mặt Trời được chia làm 2 nhóm:
Các hành tinh nhóm trong gồm Sao Thuỷ, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hoả
Mặt trời và hệ Mặt Trời
25