Kiến Thức Phổ Thông

Tìm hiểu về Sao Hải Vương – Hải Vương Tinh: Bề mặt, các mặt trăng, khoảng cách và hình ảnh

Khám phá sao Hải Vương

Sao Hải Vương là hành tinh thứ tám tính từ Mặt Trời. Đây là hành tinh đầu tiên được dự đoán về sự tồn tại của nó bằng các tính toán toán học trước khi thực sự được quan sát thấy qua kính viễn vọng vào ngày 23/9/1846.

Sự bất thường trong quỹ đạo của sao Thiên Vương đã khiến nhà thiên văn học người Pháp Alexis Bouvard cho rằng lực hấp dẫn từ một thiên thể khác đã tác động và gây ra sự bất ổn.

Nhà thiên văn học người Đức Johann Galle sau đó đã dựa vào các tính toán tiếp theo để phát hiện sao Hải Vương qua kính viễn vọng. Trước đây, nhà thiên văn học Galileo Galilei đã phác họa hành tinh này, nhưng ông đã nhầm nó thành một ngôi sao do chuyển động chậm của nó.

Cũng như tất cả các hành tinh khác được nhìn thấy trên bầu trời, hành tinh mới này đã được đặt tên từ thần thoại Hy Lạp và La Mã – Hải vương tinh, vị thần biển cả của La Mã.

Chỉ có một nhiệm vụ được thực hiện trên sao Hải Vương – Voyager 2 vào năm 1989 – có nghĩa là các nhà thiên văn học đã thực hiện hầu hết các nghiên cứu qua sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất.

Ngày nay, vẫn còn nhiều bí ẩn về hành tinh xanh này, chẳng hạn như tại sao gió của nó lại rất nhanh và tại sao từ trường của nó lại được bù đắp.

Trong khi sao Hải Vương được chú ý vì nó nằm trong hệ Mặt Trời, các nhà thiên văn học cũng quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về hành tinh này để hỗ trợ các nghiên cứu ngoài hệ Mặt Trời. Cụ thể, một số nhà thiên văn học tìm hiểu về khả năng có thể cư trú, hay xuất hiện sự sống tương tự Trái Đất.

Những hành tinh gần với kích thước Trái Đất hơn được gọi là “siêu Trái đất”, trong khi những người gần với kích thước của Sao Hải Vương là “Sao Hải Vương nhỏ”.

Tuy nhiên, có một số tranh luận về những điều khoản được đưa ra là công nghệ kính viễn vọng ngày nay không thể xem được có bao nhiêu bầu khí quyển trên các loại hành tinh đó, khiến cho việc phân biệt trở nên khó khăn.

Giống như Trái đất, Sao Hải Vương có lõi đá, nhưng nó có bầu khí quyển dày hơn nhiều khiến sự sống không thể tồn tại. Các nhà thiên văn học vẫn đang cố gắng tìm ra mật độ không khí lớn này xuất phát từ điểm nào.

Thông tin Hải Vương Tinh

Đường kính xích đạo:49,528 km
Đường kính cực:48,682 km
Khối lượng:1.02 × 10^26 kg (17 Trái Đất)
Số mặt trăng:14
Số vành đai:5
Bán trục lớn:4,498,396,441 km (30.10 AU)
Chu kỳ quay:60,190 ngày (164.8 năm)
Nhiệt độ thực:-214 °C
Tìm ra vào:23/10/1846
Tìm ra bởi:Urbain Le Verrier & Johann Galle

Tính chất vật lý sao Hải Vương

Lớp mây của sao Hải Vương có tông màu xanh đặc biệt sống động, một phần là do một hợp chất chưa được xác định và kết quả của sự hấp thụ ánh sáng đỏ từ khí mêtan trong các hành tinh, chủ yếu là khí quyển hydro-heli.

Những bức hình chụp  của sao Hải Vương tiết lộ một hành tinh xanh và nó thường được mệnh danh là người khổng lồ băng, vì nó sở hữu một hỗn hợp chất lỏng dày đặc, nhầy nhụa của nước, amoniac và khí mêtan dưới bầu khí quyển và gấp khoảng 17 lần khối lượng Trái Đất, gần 58 lần về thể tích, theo NASA. Chỉ riêng lõi đá của sao Hải Vương được cho là gần bằng khối lượng của Trái Đất.

Mặc dù có khoảng cách rất xa với Mặt Trời, điều đó có nghĩa là nó nhận được ít ánh sáng Mặt Trời để giúp sưởi ấm và chi phối bầu khí quyển, sức gió của sao Hải Vương có thể đạt tới 1.500 dặm / giờ (2.400 km / giờ), được phát hiện là nhanh nhất trong hệ Mặt Trời.

Những cơn gió này được liên kết với một cơn bão lớn tối mà Voyager 2 đã theo dõi ở bán cầu nam của sao Hải Vương vào năm 1989. “Great Dark Spot” (đốm đen lớn) có hình bầu dục, quay ngược chiều kim đồng hồ, đủ lớn để chứa toàn bộ Trái Đất và di chuyển về phía tây với tốc độ gần 750 dặm / giờ ( 1.200 km / h). Cơn bão này dường như đã biến mất khi Kính viễn vọng Không gian Hubble sau đó cố gắng tìm kiếm nó.

Hubble cũng đã tiết lộ sự xuất hiện và sau đó mờ dần của các cơn bản tương tự trong thập kỷ qua. Một cơn bão tương tự cũng đã được quan sát thấy vào năm 2016.

Các cực từ của sao Hải Vương bị nghiêng khoảng 47 độ so với các cực mà nó quay. Như vậy, từ trường của hành tinh, mạnh hơn Trái Đất khoảng 27 lần, trải qua những dao động tự nhiên trong mỗi vòng quay.

Bằng cách nghiên cứu sự hình thành của đám mây trên sao Hải Vương, các nhà khoa học đã có thể tính toán rằng một ngày trên sao Hải Vương chỉ kéo dài dưới 16 giờ.

Đặc điểm quỹ đạo Hải Vương Tinh

Quỹ đạo hình bầu dục của sao Hải Vương giữ cho hành tinh này một khoảng cách trung bình đến Mặt Trời là gần 2,8 tỷ dặm (4,5 tỷ km), khoảng 30 lần so với Trái Đất, khiến cho nó trở nên vô hình với mắt thường.

Sao Hải Vương hoàn thành 1 vòng quay quanh Mặt Trời một lần trong khoảng 165 năm Trái Đất và hoàn thành quỹ đạo đầu tiên của nó, kể từ khi được phát hiện vào năm 2011.

Cứ sau 248 năm, sao Diêm Vương chỉ di chuyển vào bên trong quỹ đạo của sao Hải Vương tầm khoảng 20 năm hoặc lâu hơn (vì bản chất sao Diêm Vương đang bị coi là hành tinh lùn), trong thời gian đó nó ở gần mặt trời hơn sao Hải Vương.

Tuy nhiên, sao Hải Vương vẫn là hành tinh xa mặt trời nhất, vì sao Diêm Vương được phân loại lại thành hành tinh lùn vào năm 2006.

Thành phần và cấu trúc sao Hải Vương

  • Thành phần khí quyển (theo thể tích): hydro 80%; heli, 19%; mêtan 1,5%
  • Từ trường: Mạnh hơn 27 lần so với Trái Đất
  • Thành phần: Thành phần tổng thể của sao Hải Vương, theo khối lượng, được cho là khoảng 25% đá, 60 đến 70% băng và 5 đến 15% hydro và heli, theo Tristan Guillot, tác giả của “Bên trong các hành tinh khổng lồ trong và ngoài Hệ Mặt Trời “trên tạp chí Science.
  • Cấu trúc bên trong: 1 lớp nước, amoniac và khí mêtan; Lõi sắt và magiê-silicat

Quỹ đạo và sự tự quay

  • Khoảng cách trung bình đến Mặt Trời: 2795084800 dặm (4498252900 km) – 30.069 lần xa hơn Trái Đất
  • Điểm cận nhật: 2771087000 dặm (4459630000 km) – 29.820 lần so với Trái Đất
  • Điểm viễn nhật: 2819080000 dặm (4536870000 km) – 30.326 lần so với Trái Đất

Các mặt trăng của sao Hải Vương

Sao Hải Vương có 14 mặt trăng được biết đến, được đặt theo tên của các vị thần biển và nữ thần (ít hơn) từ thần thoại Hy Lạp. Lớn nhất cho đến nay là Triton, được phát hiện ra vào ngày 10/10/1846, theo nghĩa là đã được tìm ra bởi “bia” (đồ uống) vì nhà thiên văn nghiệp dư William Lassell đã sử dụng tài sản mà ông có được từ một nhà sản xuất bia để tài trợ cho kính viễn vọng của chính mình (chiếc kính này đã quan sát thấy Triton).

Triton là mặt trăng hình cầu duy nhất của sao Hải Vương – 13 mặt trăng khác của hành tinh có hình dạng bất thường. Nó cũng là mặt trăng duy nhất trong hệ Mặt Trời quay quanh hành tinh của nó theo hướng ngược với vòng quay của hành tinh – “quỹ đạo ngược”.

Điều này cho thấy Triton có thể đã từng là một hành tinh lùn mà sao Hải Vương bắt được vào quỹ đạo thay vì hình thành tại chỗ , theo NASA. Lực hấp dẫn của sao Hải Vương đang kéo Triton đến gần hành tinh hơn, nghĩa là hàng triệu năm nữa, Triton sẽ đến đủ gần để lực hấp dẫn xé toạc nó ra.

Triton cực kỳ lạnh, với nhiệt độ trên bề mặt của nó đạt khoảng âm 391 độ F (âm 235 độ C), khiến nó trở thành một trong những nơi lạnh nhất trong hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, Voyager 2 phát hiện các mạch nước phun phun băng cao hơn 5 dặm (8 km), cho thấy bên trong của nó dường như khá ấm áp.

Các nhà khoa học đang điều tra khả năng của một đại dương chìm dưới mặt trăng băng giá. Năm 2010, các mùa được phát hiện trên Triton.

Vào năm 2013, các nhà khoa học làm việc với SETI đã bắt gặp mặt trăng Naiad “bị mất” của sao Hải Vương qua việc sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian Hubble.

Mặt trăng này rộng 62 dặm (100 km) vẫn chưa được nhìn thấy lần nữa kể từ khi Voyager 2 phát hiện ra nó vào năm 1989.

Cũng trong năm 2013, các nhà khoa học sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble phát hiện mặt trăng thứ 14, được gọi là S / 2004 N 1. Đó là mặt trăng nhỏ nhất của sao Hải Vương và chỉ rộng 11 dặm (18 km). Nó có tên tạm thời là vậy vì nó là vệ tinh (S – Satellite) đầu tiên của sao Hải Vương (Neptune) được tìm thấy từ các hình ảnh được chụp năm 2004.

Vành đai của Hải Vương Tinh

Những vành đai khác thường của sao Hải Vương không đồng nhất, nhưng sở hữu những khối bụi dày sáng gọi là vòng cung. Các vành đai con được cho là tương đối trẻ và ngắn.

Theo một bài báo trên tạp chí Icarus, dựa trên các quan sát trên Trái Đất được công bố vào năm 2005 cho thấy các vành đai của sao Hải Vương dường như không ổn định hơn nhiều so với trước đây, với một số thì suy giảm nhanh chóng.

Nghiên cứu & thăm dò

Vệ tinh Voyager 2 của NASA là tàu vũ trụ đầu tiên và duy nhất đến thăm sao Hải Vương vào ngày 25/8/1989. Vệ tinh đã phát hiện ra các vành đai của sao Hải Vương và sáu mặt trăng của hành tinh – Despina, Galatea, Larissa, Naiad, Proteus và Thalassa.

Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã dựa vào kính viễn vọng mặt đất đã công bố phát hiện 5 mặt trăng mới quay quanh sao Hải Vương vào năm 2003.

Sự hình thành của sao Hải Vương

Sao Hải Vương thường được cho là đã hình thành với sự tích tụ ban đầu của một lõi rắn, sau đó là sự tích tụ của khí hydro và khí heli xung quanh trong tinh vân Mặt Trời (giai đoạn hệ Mặt Trời mới đang hình thành).

Trong mô hình này, sao Hải Vương nguyên sinh hình thành trong quá trình từ 1 đến 10 triệu năm.

Thông tin thú vị về Hải Vương Tinh

Người cổ đại không hề biết đến sao Hải Vương

Để phát hiện ra sao Hải Vương bằng mắt thường là điều không thể. Người ta lần đầu phát hiện ra hành tinh này vào năm 1846 và được đặt tên sao tên của “Thần Biển cả”.

Sao Hải Vương quay quanh trục của nó rất nhanh

Chỉ cần 18 giờ để đường xích đạo của nó hoàn thành 1 vòng quay. Lý do là vì nó là hành tinh khí cực nhẹ nên tốc độ quay sẽ nhanh hơn các hành tinh đất đá.

Sao Hải Vương là hành tinh nhỏ nhất của các “đại gia băng giá”

Mặc dù nhỏ hơn sao Thiên Vương, sao Hải Vương vẫn có 1 khối lượng khá lớn. Dưới bầu khí quyển nặng nề của nó, Thiên vương tinh bao gồm các lớp khí hydro, heli và khí mê-tan. Hệ thống khí đó bao quanh một lớp nước, amoniac và băng metan. Lõi bên trong của hành tinh được làm bằng đá.

Bầu khí quyển của sao Hải Vương được tạo thành từ hydro, helium, với khí mê-tan

Mêtan hấp thụ ánh sáng đỏ, khiến cho hành tinh này xuất hiện với một màu xanh đáng yêu. Những đám mây cao, mỏng trôi dạt trên nền trời cao.

Sao Hải Vương có khí hậu rất ổn định

Những cơn bão lớn xoáy qua bầu khí quyển phía trên của nó, những cơn gió tốc độ cao chạy vòng quanh hành tinh này với tốc độ lên tới 600/s. Một trong những cơn bão lớn nhất từng được ghi nhận vào năm 1989. Nó là Great Dark Spot (tạm dịch : Đốm đen lớn). Nó kéo dài khoảng 5 năm.

Hệ thống vành đai của sao Hải Vương rất mỏng

Chúng được tạo thành từ các hạt băng có lẫn bụt, 1 lớp cacbon.

Sao Hải Vương có 14 mặt trăng

Mặt trăng thú vị nhất là Triton, một thế giới lạnh giá đang phun ra những hạt băng và bụi nitơ từ bên dưới bề mặt. Việc đó có thể sẽ bị ngưng lại, không thể phun tiếp do lực hấp dẫn của sao Hải Vương. Nó có lẽ là nơi lạnh nhất trong hệ Mặt Trời.

Chỉ có một tàu vũ trụ duy nhất đã bay đến sao Hải Vương

Năm 1989, phi thuyền Voyager 2 đã đến qua hành tinh này. Nó gửi về Trái Đất những hình ảnh cận cảnh đầu tiên về sao Hải Vương. Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA cũng đã từng nghiên cứu hành tinh này nhờ hệ thống kính viễn vọng khổng lồ của mình.

Cơn bão “Đốm đen lớn”

“Đốm đen lớn” trong khí quyển phía nam của sao Hải Vương lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1989 bởi phi thuyền Voyager 2. Đó là một hệ thống bão xoáy vô cùng lớn với sức gió tối đa 1.500 dặm/giờ, cơn gió mạnh nhất từng được ghi nhận trên bất kỳ hành tinh nào.Làm sao để cường độ cơn gió lại có thể mạnh đến vậy vẫn còn là 1 ẩn số.

Dữ liệu từ phi thuyền Voyager 2 cũng cho thấy rằng “Đốm đen lớn” thay đổi đáng kể về kích thước trong khoảng thời gian ngắn xuất hiện trên hành tinh này. Khi sao Hải Vương được kính viễn vọng Không gian Hubble quan sát vào năm 1994, “Đốm đen lớn” đã biến mất, mặc dù một điểm tối khác đã xuất hiện ở bán cầu bắc của sao Hải Vương.

Bầu khí quyển của sao Hải Vương

Sao Hải Vương có một bầu khí quyển vô cùng dày, gồm 74% hydro, 25% helium và khoảng 1% mêtan. Bầu khí quyển của nó cũng chứa những đám mây băng giá và những cơn gió có tốc độ nhanh nhất từng được ghi nhận trong hệ Mặt Trời.

Các phân tử khí mê-tan băng giá và các loại khí con khác trong bầu khí quyển khiến sao Hải Vương có màu xanh đậm. Các đặc điểm mang màu xanh và trắng nổi bật của sao Hải Vương cũng giúp phân biệt nó với sao Thiên Vương.

Bầu khí quyển của sao Thiên Vương được chia nhỏ thành các tầng đối lưu ở thấp hơn và tầng bình lưu với đỉnh đối lưu là ranh giới giữa hai tầng. Nhiệt độ ở tầng đối lưu (thấp hơn) giảm theo độ cao tuy nhiên nhiệt độ lại tăng theo độ cao ở tầng bình lưu.

Hydrocacbon hòa lẫn sương tạo ra những nguy hiểm nhất định đối với nhà thám hiểm. Các bông tuyết hydrocacbon bị tan chảy do áp suất cao trước khi chúng rơi xuống đất.

Tags
Back to top button