Khám phá Hệ Mặt trời là gì? Có bao nhiêu Hệ Mặt trời trong ngân hà?

Hệ Mặt Trời (Thái Dương Hệ) là một hành tinh có Mặt trời ở trung tâm và các thiên thể nằm phạm vi lực hấp dẫn của hệ mặt trời. Tất cả chúng được hình thành từ sự suy sụp của một đám mây phân tử khổng lồ cách đây khoảng 4,6 tỷ năm.

Giải đáp thắc mắc về có bao nhiêu hệ mặt trời trong ngân hà thì chỉ có 1 hệ mặt trời thôi bạn nhé. Đa phần các thiên thể sẽ quay xung quanh Mặt trời và khối lượng tập trung chủ yếu vào các hành tinh với quỹ đạo elip gần tròn và mặt phẳng quỹ đạo.

Hệ Mặt trời cũng chứa 2 vùng tập trung các thiên thể nhỏ hơn. Với lực hấp dẫn các hành tinh chính cùng các hành tinh lùn, cùng hàng nghìn thiên thể nhỏ nằm giữa và di chuyển tự do giữa 2 vùng này, có kích thước thay đổi như sao chỗi, bụi thiên hành tinh, centaurs…

Ngoài ra, Hệ Mặt trời có một số sao chổi, gồm một nhân rắn chứa bụi và nước đá với các đuôi hơi nước kéo dài hàng triệu kilomet quay quanh mặt trời theo quỹ đạo ellip rất dẹt.

Hệ mặt trời hình thành như thế nào?

Sự hình thành và tiến hóa của hệ mặt trời bắt đầu từ cách đây khoảng 4,6 tỷ năm với sự suy sụp hấp dẫn của phần nhỏ thuộc đám mây phân tử khổng lồ. Lúc này, hầu hết khối lượng bị suy sụp đều tích tụ ở trung tâm, tạo nên mặt trời, còn trong khi đó phần còn lại dẹt ra hình thành một đĩa đám mây bụi tiền hành tinh tiến hóa dần thành các hành tinh, mặt trăng, tiểu hành tinh và các tiểu thiên thể khác trong hệ mặt trời.

Hệ mặt trời của chúng ta bao nhiêu tuổi?

Hệ mặt trời hiện nay bao nhiêu tuổi là mối quan tâm, tò mò của rất nhiều người. Các thiên thạch, hoặc các mảnh đá không gian rơi xuống trái đất, đã giúp các nhà khoa học tìm ra tuổi của hệ mặt trời.

Phải kể đến là thiên thạch Allende, rơi xuống Trái đất năm 1969 và rải rác trên Mexico, là thiên thạch lâu đời nhất được biết đến với niên đại 4,55 tỷ năm tuổi.

Vậy Hệ Mặt trời có bao nhiêu hành tinh?

Câu trả lời của câu hỏi Hệ Mặt trời gồm bao nhiêu hành tinh đó chính là gồm Mặt trời và 9 hành tinh quay quanh, theo các quỹ đạo ellip gần tròn. Vòng trong có 4 hành tinh dạng rắn như sao kim, sao Thủy, Trái Đất, Sao Hỏa, vòng ngoài có 5 hành tinh dạng khí là Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương và hành tinh thứ 9 mới phát hiện vào đầu năm 2016.

Kể từ năm 1930, khi phát hiện ra sao Diêm Vương, mọi người đều sẽ được nghe về 9 hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Nhưng những năm 1990 các nhà thiên văn học tranh luận về việc Pluto có phải là một hành tinh hay không. Quyết định gây nhiều tranh cãi vào năm 2006 của hội Thiên văn học Quốc tế gọi sao Diêm Vương là hành tinh lùn, loại bỏ nó ra khỏi danh sách các hành tinh thực có trong hệ mặt trời. Vì vậy, sẽ có 8 hệ mặt trời như kể trên.

Ngày nay các nhà thiên văn học đang tìm kiếm một hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta về hành tinh thực thứ 9, sau khi tìm được bằng chứng vào ngày 20/1/2016 về “ hành tinh thứ 9” lớn gấp 10 lần khối lượng Trái đất và lớn hơn 5000 lần khối lượng của sao Thiên Vương.

Mặt trời (sao mẹ) với nguồn sáng vô tận, được coi là trung tâm của Hệ Mặt trời, là sao mẹ là là ngôi sao sáng nhất cung cấp năng lượng ánh sáng cho các hành tinh khác.

Trên Mặt Trời luôn xảy ra các phản ứng hạt nhân sinh ra lượng nhiệt vô cùng lớn và tỏa ra khắp các hành tinh. Sao mẹ tự sinh ra năng lượng và tạo ra lực hấp dẫn khiến các hành tinh khác quay bao quanh với các quỹ đạo khác nhau.

Hệ Mặt Trời (hay Thái Dương Hệ)^[a] là hệ hành tinh gồm có Mặt Trời ở trung tâm và các vật quay xung quanh. Hệ Mặt Trời được hình thành từ sự suy sụp của một đám mây phân tử khổng lồ cách đây gần 4,6 tỷ năm. Đa phần các thiên thể quay quanh Mặt Trời, và khối lượng tập trung chủ yếu vào 8 hành tinh^[e] có quỹ đạo gần tròn và mặt phẳng quỹ đạo gần trùng khít với nhau gọi là mặt phẳng hoàng đạo. 4 hành tinh nhỏ vòng trong gồm: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa - người ta cũng còn gọi chúng là các hành tinh đá do chúng có thành phần chủ yếu từ đá và kim loại. 4 hành tinh khí khổng lồ vòng ngoài có khối lượng lớn hơn rất nhiều so với 4 hành tinh vòng trong. Hai hành tinh lớn nhất, Sao Mộc và Sao Thổ có thành phần chủ yếu từ heli và hiđrô; và hai hành tinh nằm ngoài cùng, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có thành phần chính từ băng, như nước, amonia và methan, và đôi khi người ta lại phân loại chúng thành các hành tinh băng khổng lồ. Có 6 hành tinh và 3 hành tinh lùn có các vệ tinh tự nhiên quay quanh.^[b] Các vệ tinh này được gọi là "Mặt Trăng" theo tên gọi của Mặt Trăng của Trái Đất. Mỗi hành tinh vòng ngoài còn có các vành đai hành tinh chứa bụi, hạt và vật thể nhỏ quay xung quanh.

Hệ Mặt Trời cũng chứa 2 vùng tập trung các thiên thể nhỏ hơn. Vành đai tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, có thành phần tương tự như các hành tinh đá với đa phần là đá và kim loại. Bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương là các vật thể ngoài Sao Hải Vương có thành phần chủ yếu từ băng như nước, amonia, methan. Giữa 2 vùng này, có 5 thiên thể điển hình về kích cỡ, Ceres, Pluto, Haumea, Makemake và Eris, được coi là đủ lớn đủ để có dạng hình cầu dưới ảnh hưởng của chính lực hấp dẫn của chúng, và được các nhà thiên văn phân loại thành hành tinh lùn.^[e] Ngoài ra có hàng nghìn thiên thể nhỏ nằm giữa 2 vùng này, có kích thước thay đổi, như sao chổi, centaurs và bụi liên hành tinh, chúng di chuyển tự do giữa 2 vùng này.

Mặt Trời phát ra các dòng vật chất plasma, được gọi là gió Mặt Trời, dòng vật chất này tạo ra một bong bóng gió sao trong môi trường liên sao gọi là nhật quyển, nó mở rộng ra đến tận biên giới của đĩa phân tán. Đám mây Oort giả thuyết, được coi là nguồn cho các sao chổi chu kỳ dài, có thể tồn tại ở khoảng cách gần 1.000 lần xa hơn nhật quyển.

Chuyển động theo quỹ đạo elip của các hành tinh.

Cấu trúc

Quỹ đạo của các thiên thể trong hệ Mặt Trời theo tỷ lệ (theo chiều kim đồng hồ từ phía trên bên trái):

1. Các hành tinh vòng trong, vành đai tiểu hành tinh và Sao Mộc

2. Các hành tinh vòng ngoài, Sao Diêm Vương, vành đai Kuiper và 90377 Sedna

3. Quỹ đạo của 90377 Sedna

4. Vòng trong đám mây Oort

So sánh kích cỡ 8 hành tinh.

Thiên thể chính trong hệ Mặt Trời là Mặt Trời, 1 ngôi sao kiểu G2 thuộc dãy chính chứa 99,86% khối lượng của cả hệ và vượt trội về lực hấp dẫn.^[10] 4 hành tinh khí khổng lồ của hệ chiếm 99% khối lượng còn lại, và khối lượng Sao Mộc kết hợp với khối lượng Sao Thổ thì chiếm >90% so với khối lượng tất cả các thiên thể khác.^[c]

Hầu hết các thiên thể lớn có mặt phẳng quỹ đạo gần trùng mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất, gọi là mặt phẳng hoàng đạo. Mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh nằm rất gần với mặt phẳng hoàng đạo, trong khi các sao chổi và vật thể trong vành đai Kuiper thường có mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 1 góc lớn so với mặt phẳng hoàng đạo.^[11][12] Mọi hành tinh và phần lớn các thiên thể khác quay quanh Mặt Trời theo chiều tự quay của Mặt Trời (ngược chiều kim đồng hồ, khi nhìn từ trên cực Bắc của Mặt Trời). Nhưng cũng có một số ngoại lệ, như sao chổi Halley lại quay theo chiều ngược lại.

Cấu trúc tổng thể của những vùng trong hệ Mặt Trời được vẽ ở hình bên chứa Mặt Trời, 4 hành tinh vòng trong tương đối nhỏ được bao xung quanh bởi 1 vành đai các tiểu hành tinh đá, 4 hành tinh khí khổng lồ được bao xung quanh bởi vành đai Kuiper chứa các thiên thể băng đá. Các nhà thiên văn học đôi khi không chính thức chia cấu trúc hệ Mặt Trời thành các vùng tách biệt. Hệ Mặt Trời bên trong bao gồm 4 hành tinh đá và vành đai tiểu hành tinh chính. Hệ Mặt Trời bên ngoài nằm bên ngoài vành đai tiểu hành tinh chính, bao gồm 4 hành tinh khí khổng lồ.^[13] Từ khi khám phá ra vành đai Kuiper, phần bên ngoài của hệ Mặt Trời được coi là một vùng riêng biệt chứa các vật thể nằm bên ngoài Sao Hải Vương.^[14]

Những định luật của Kepler về chuyển động thiên thể miêu tả quỹ đạo của các vật thể quay quanh Mặt Trời. Theo định luật Kepler, mỗi vật thể chuyển động theo quỹ đạo hình elip với Mặt Trời là 1 tiêu điểm. Các vật thể gần Mặt Trời hơn (với bán trục lớn nhỏ hơn) sẽ chuyển động nhanh hơn, do chúng chịu nhiều ảnh hưởng của trường hấp dẫn Mặt Trời hơn. Trên quỹ đạo elip, khoảng cách từ thiên thể tới Mặt Trời thay đổi trong 1 chu kỳ quỹ đạo. Vị trí thiên thể gần nhất với Mặt Trời gọi là cận điểm quỹ đạo, trong khi điểm trên quỹ đạo xa nhất so với Mặt Trời gọi là viễn điểm quỹ đạo. Trong hệ Mặt Trời, quỹ đạo của các hành tinh gần tròn, trong khi nhiều sao chổi, tiểu hành tinh và các vật thể thuộc vành đai Kuiper có quỹ đạo hình elip rất dẹt.

Khoảng cách thực tế giữa các hành tinh là rất lớn, tuy nhiên nhiều minh họa về hệ Mặt Trời vẽ khoảng cách quỹ đạo của các hành tinh đều nhau. Thực tế, đối với các hành tinh hay vành đai nằm càng xa Mặt Trời, thì khoảng cách giữa quỹ đạo của chúng càng lớn. Ví dụ, Sao Kim có khoảng cách đến Mặt Trời lớn hơn 0,33 đơn vị thiên văn (AU)^[d] so với khoảng cách từ Sao Thủy đến Mặt Trời, trong khi của Sao Thổ cách xa 4,3 AU so với Sao Mộc, và Sao Hải Vương cách xa 10,5 AU so với Sao Thiên Vương. Nhiều nỗ lực đã thực hiện nhằm xác định tương quan khoảng cách giữa quỹ đạo của các hành tinh (ví dụ, quy luật Titius-Bode),^[15] nhưng chưa có 1 lý thuyết nào được chấp nhận.

Đa phần các hành tinh trong hệ Mặt Trời sở hữu 1 hệ thứ cấp của chúng, có các vệ tinh tự nhiên hoặc vành đai hành tinh quay quanh hành tinh. Các vệ tinh này còn được gọi là Mặt Trăng. 2 vệ tinh tự nhiên Ganymede của Sao Mộc và Titan của Sao Thổ còn lớn hơn cả Sao Thủy). Các hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, thậm chí cả 1 vệ tinh của Sao Thổ còn có các vành đai hành tinh là những dải mỏng chứa các hạt vật chất nhỏ quay quanh chúng. Hầu hết các vệ tinh tự nhiên lớn nhất đều quay đồng bộ với một mặt bán cầu luôn hướng về phía hành tinh.

Những thiên thể vòng trong có thành phần chủ yếu là đá,^[16] tên gọi chung cho các hợp chất có điểm nóng chảy cao, như silicat, sắt hay nikel, tất cả vẫn duy trì ở trạng thái rắn từ khi trong giai đoạn tinh vân tiền hành tinh.^[17] Sao Mộc và Sao Thổ có thành phần chủ yếu là khí, thuật ngữ thiên văn học cho những vật liệu có điểm nóng chảy cực thấp và áp suất hơi cao như hiđrô, heli, và neon, chúng luôn luôn ở pha khí trong các tinh vân.^[17] Băng, như nước, methan, ammoniac, hiđrô sulfide và cacbon dioxide,^[16] có điểm nóng chảy lên tới vài trăm Kelvin, trong khi pha của chúng lại phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ môi trường xung quanh.^[17] Chúng có thể tìm thấy dưới dạng băng, chất lỏng, hay khí trong nhiều nơi thuộc hệ Mặt Trời, trong khi trong các tinh vân chúng chỉ ở trạng thái băng (rắn) hoặc khí.^[17] Các chất băng đá là thành phần chủ yếu trên các Mặt Trăng của các hành tinh khí khổng lồ, cũng như chiếm phần lớn trong thành phần của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương (gọi là các "hành tinh băng đá khổng lồ") và trong rất nhiều các vật thể nhỏ nằm bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương.^[16][18] Các chất khí và băng trong thiên văn học cùng được gọi là chất dễ bay hơi (volatiles).^[19]