Sao chổi là gì? Nguồn gốc hình thành sao chổi

Theo dõi KTMT trên

Sao chổi (Comet) là các thiên thể nhỏ bằng băng và bụi chuyển động trên những quỹ đạo elip có thể không nằm trong mặt hoành đạo, khi đến gần Mặt Trời thì hình thành đuôi sáng (Hình 8).

Nguồn gốc hình thành sao chổi?

Các sao chổi phần lớn được tạo thành từ băng dễ bay hơi và có quỹ đạo rất lệch tâm, thường điểm cận nhật ở bên trong quỹ đạo của các hành tinh vòng trong và điểm viễn nhật xa bên ngoài Sao Diêm Vương. Các sao chổi chu kỳ ngắn có điểm viễn nhật ở gần hơn, tuy nhiên, một sao chổi già thường bị bay hơi hết những gì có thể bay được khi đi qua gần Mặt Trời, thường có nhiều đặc tính của thiên thạch. Các sao chổi chu kỳ dài có chu kỳ kéo dài hàng nghìn năm. Một số sao chổi có quỹ đạo hình hyperbol có thể có nguồn gốc bên ngoài Hệ Mặt Trời.

Khi ở xa Mặt Trời, sao chổi chỉ gồm một nhân bằng băng “bẩn” và bụi, đôi khi có cả các mẩu đá và không nhìn được bằng mắt thường. Khi tới gần Mặt Trời, băng biến thành hơi nước, khí và bụi thoát ra từ nhân tạo thành lớp vỏ sáng: đầu và đuôi sao chổi. Gió Mặt Trời thổi tóc sao chổi về hướng đối diện với hướng Mặt Trời tạo thành đuôi sao chổi (khí dạng plasma) mảnh, thẳng và có màu hơi xanh, kéo dài hàng trăm triệu km. Khi tiến lại gần Mặt Trời, đuôi sao chổi đi sau đầu nhưng khi xa Mặt Trời, đuôi của nó lại đi trước.

Nhân của sao chổi có kích thước khoảng 1 tới vài chục km. Đầu và đuôi sao chổi thường có kích thước 50.000 - 250.000 km. Khối lượng sao chổi rất bé, chỉ bằng một phần triệu khối lượng của Trái Đất. Tổng khối lượng tất cả các sao chổi có lẽ bằng 1/10 khối lượng của Trái Đất. Các sao chổi dài hạn (chu kỳ dài từ 200 năm trở lên) cư trú ở đám mây Oort rìa hệ Mặt Trời. Trong vành đai Kuiper cũng có khoảng 100 triệu sao chổi ngắn hạn. Vận tốc của sao chổi thay đổi từ hơn 1.000km/h ở khoảng cách không xa Mặt Trời cho tới 2 triệu km/h khi tới gần Mặt Trời. Từ thời thượng cổ đến nay loài người đã ghi nhận được 1.200 - 1.800 lần sao chổi xuất hiện. Hiện nay, hàng năm người ta tìm ra được 20 - 30 sao chổi, mà phần lớn không nhìn thấy được bằng mắt thường. Sao chổi được hình thành ở rìa hệ Mặt Trời phía ngoài Sao Hải Vương. Nơi này chịu rất ít lực hấp dẫn từ trung tâm, tại đây, nhiệt độ cũng rất thấp khiến cho các chất như carbonic, metan và nước đều bị đóng băng.

Sao chổi là thiên thể Vũ trụ được người xưa quan tâm nhiều. Người Trung Quốc cổ xưa cho rằng sao chổi báo hiệu điềm xấu cho tính mạng vua chúa và quốc gia. Quỹ đạo sao chổi cũng đã được các nhà khoa học vào giai đoạn cổ Hy Lạp và Phục Hưng quan tâm. Haley là sao chổi có quỹ đạo được tính toán chính xác so với quan sát thực tế (Hình 9). Địa điểm nhìn thấy sao chổi Halley năm 1986 hoàn toàn phù hợp với quỹ đạo đã được tính toán ghi trong sách “Nguyên lý” của Newton năm 1680 (Hình 10).

Các sao chổi không tồn tại ổn định trên quỹ đạo, ngoài nguyên nhân từ nhiễu loạn hấp dẫn, còn có nguyên nhân từ sự hao hụt khối lượng và thay đổi cấu trúc mỗi khi lại gần Mặt Trời. Một lượng lớn các vật chất nhẹ của chúng bị thổi bay khi tạo thành các đuôi dưới sự đun nóng của bức xạ Mặt Trời và áp suất của gió Mặt trời, trong giai đoạn bay gần cận điểm quỹ đạo. Kết cục là sau nhiều vòng quay, trên một quỹ đạo không thực sự ổn định, khối lượng của sao chổi giảm dần, ngày càng bị nhiễu loạn, rồi tan rã. Một số sao chổi cũng kết thúc cuộc đời bằng một va chạm với các thiên thể khác. Năm 1994, các nhà thiên văn đã được chứng kiến kết thúc ngoạn mục của sao chổi Shoemaker- Levy (Hình 11), khi nó tan thành nhiều mảnh rồi đâm vào Sao Mộc. Một số sao chổi không tan rã dần trở thành các tiểu hành tinh, với hạt nhân hết khả năng bốc hơi.

P.V