1. Tuyển Mod quản lý diễn đàn. Các thành viên xem chi tiết tại đây

Hệ Mặt Trời bên ngoài Sao Hải Vương

Chủ đề trong 'Thiên văn học' bởi Hero_Zeratul, 23/07/2008.

  1. 1 người đang xem box này (Thành viên: 0, Khách: 1)
  1. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Hệ Mặt Trời bên ngoài Sao Hải Vương

    Hệ Mặt Trời bên ngoài Sao Hải Vương​
  2. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Mở đầu
    Từ năm 1992 đến nay, các nhà thiên văn đã phát hiện được hơn 1072 thiên thể thuộc Thái Dương hệ có khoảng cách trung bình đến Mặt Trời lớn hơn Sao Hải Vương (Trans-Neptunian Object, TNO). Mặc dù các điều kiện khoa học kỹ thuật mới chỉ cho phép nghiên cứu sâu đối với khoảng 132 thiên thể (1) nhưng đây thực sự là những khám phá có ảnh hưởng rất lớn đến nhận thức về hệ Mặt Trời. Đã có rất nhiều khái niệm mới, cách phân loại mới được đề nghị, áp dụng trong quá trình tìm hiểu về các TNO như : KBO, Cubewanos, Plutinos, SDO, OCO, hành tinh lùn, Plutoid ... Trong đó, nổi bật nhất và có ảnh hưởng mạnh mẽ nhất là sự kiện IAU đưa ra định nghĩa về ?ohành tinh??ohành tinh lùn? ngày 24 tháng 08 năm 2006 mà hệ quả của nó là Sao Diêm Vương bị giáng cấp.
    Cho đến thời điểm này (2008), hệ Mặt Trời phía bên ngoài Sao Hải Vương đang được các nhà thiên văn chia thành 3 phần chính:
    + Vành đai Kuiper.
    + Đĩa tán xạ (Scattered Disk)
    + Đám mây Oort (nếu đám mây này thực sự tồn tại)
    [​IMG]
    Quy mô của hệ Mặt Trời với giả thiết tồn tại đám mây Oort​
    ====
    Ghi chú :
    (1) Số liệu trong bài viết về Trans-Neptunian object của Wikipedia tiếng Anh, dựa trên cơ sở dữ liệu về TNO của đại học Havard
    http://www.cfa.harvard.edu/iau/lists/TNOs.html
  3. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Vành đai Kuiper (còn gọi là vành đai Edgeworth-Kuiper)
    Vùng không gian từ quỹ đạo Sao Hải Vương cho đến khu vực cách Mặt Trời khoảng 55 AU được gọi là vành đai Kuiper. Mặc dù có kích thước rất lớn (khoảng 25 AU) (1) nhưng tổng khối lượng của toàn bộ thiên thể trong vành đai Kuiper được dự đoán chỉ vào khoảng 1/10 khối lượng Trái Đất.
    Các thiên thể trong vành đai Kuiper (Kuiper belt objects, KBO) được chia thành 2 nhóm chính dựa trên đặc điểm ?oquỹ đạo có cộng hưởng với Sao Hải Vương hay không ??:
    + Nhóm 1 : Các thiên thể có quỹ đạo cộng hưởng với Sao Hải Vương
    Dựa trên tỉ lệ cộng hưởng, các thiên thể này lại tiếp tục được chia thành các nhóm nhỏ hơn. Tập trung số lượng đông nhất là các nhóm có tỉ lệ cộng hưởng 2:3 và 1:2:
    + Các thiên thể có quỹ đạo cộng hưởng với Sao Hải Vương theo tỉ lệ 2:3 được gọi là các plutino vì đại diện tiêu biểu của nhóm này là Sao Diêm Vương (lưu ý không nhầm với plutoid).
    + Các thiên thể có quỹ đạo cộng hưởng với Sao Hải Vương theo tỉ lệ 1:2 được gọi là các twotino.
    + Ngoài ra còn các nhóm có số lượng ít hơn với tỉ lệ cộng hưởng 3:4, 3:5, 4:7, 2:5 và các thiên thể nằm tại các điểm Lagrange của Sao Hải Vương (tỉ lệ 1:1).
    [​IMG]
    Ảnh : Phân loại các KBO dựa trên đặc điểm quỹ đạo​
    (còn tiếp)​
    ====
    Ghi chú :
    (1) Khoảng cách trung bình từ Sao Hải Vương đến Mặt Trời vào khoảng 30.1 AU
    (2) Thiên thể X và Sao Hải Vương có quỹ đạo cộng hưởng theo tỉ lệ a:b (với a < b) thì có nghĩa là nếu thiên thể X chuyển động được a lần quanh Mặt Trời thì Sao Hải Vương chuyển động được b lần quanh Mặt Trời.
    Tuy nhiên, một số tài liệu khác trên mạng cũng có thể viết tỉ lệ này là x:y (với x > y) và vẫn được chấp nhận vì lí do các TNOs đều có chu kỳ lớn hơn hoặc bằng với Sao Hải Vương, do đó không thể gây ra nhầm lẫn. Lúc này ta có thể hiểu x và y là chỉ thời gian. Thời gian thiên thể X quay một vòng quanh Mặt Trời dài gấp x/y (x chia y) lần Sao Hải Vương.
    Ví dụ:
    + Nếu tài liệu viết ?oSao Diêm Vương và Sao Hải Vương có quỹ đạo cộng hưởng theo tỷ lệ 2:3 thì ta hiểu là nếu Sao Diêm Vương chuyển động được 2 vòng quanh Mặt Trời thì Sao Hải Vương chuyển động được 3 vòng.
    + Nếu tài liệu viết ?oSao Diêm Vương và Sao Hải Vương có quỹ đạo cộng hưởng theo tỷ lệ 3:2 thì ta có thể hiểu đơn giản ?omột năm? của Sao Diêm Vương dài gấp rưỡi ?omột năm? của Sao Hải Vương.
    Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 02:21 ngày 25/07/2008
  4. nguyentranha

    nguyentranha Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    09/09/2006
    Bài viết:
    573
    Đã được thích:
    0
    Hiện nay con tàu New Horizones của cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đang trên đường thăm dò sao Diêm Vương và sau đó tiếp tục vương ra phía ngoài vành đai Kuiper. Anh Hero dịch thử vài bài viết về con tàu đó cho bọn em xem
  5. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Vào thời điểm này (08/2008), New Horizon mới bay đến vùng quỹ đạo Sao Thổ, dự kiến phải đến giữa năm 2015 mới tiếp cận Sao Diêm Vương.
    OK, anh sẽ viết bài về chương trình New Horizon của NASa, nhưng sẽ post trong topic : "Các thiết bị thám hiểm không gian tự động"
  6. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Vành đai Kuiper (tiếp theo)
    + Nhóm 2 : Các thiên thể có quỹ đạo không cộng hưởng với Sao Hải Vương
    Các thiên thể này được gọi là các cubewano (1). Cách gọi này xuất phát từ thiên thể 1992QB1 do Jewitt và Luu phát hiện và dựa vào đó chứng minh sự tồn tại của vành đai Kuiper. Cubewano dựa trên cách phát âm tiếng Anh của ?oQ B one oh?.
    Các cubewano có khoảng cách trung bình tới Mặt Trời trong khoảng từ 42 đến 48 AU, tập trung chủ yếu trong vùng không gian giữa các plutino và các twotino (xem thêm hình trong bài viết phía trên). Cho đến nay, khoảng 2/3 số KBO đã được phát hiện thuộc về nhóm cubewano, trong đó đứng đầu về kích thước và khối lượng là hành tinh lùn Makemake (2)
    ====
    Ghi chú :
    (1) Ngoài tên gọi cubewano, các KBO có quỹ đạo không cộng hưởng với Sao Hải Vương còn được gọi là các ?oclassical KBO?. Tuy nhiên, cho đến nay, cả hai cách gọi trên đều chưa được IAU chính thức công nhận.
    (2) Các thông số về những TNO hiện nay đều đang có sai số rất lớn, cần phải có thời gian cũng như thêm sự phát triển của khoa học công nghệ để có được số liệu này chính xác hơn.
    (còn tiếp)​
  7. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Các giả thiết trong quá khứ
    Sau khi Sao Diêm Vương được phát hiện , rất nhiều nhà khoa học đã nhận xét rằng thiên thể này không phải là duy nhất trong vùng không gian phía ngoài Sao Hải Vương. Trong vòng 6 thập kỷ, đã có rất nhiều giả thiết được đưa ra về khu vực mà ngày nay có tên gọi phổ biến là ?ovành đai Kuiper?. Chỉ đến năm 1992, các nhà thiên văn mới tìm ra bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của ?ovành đai? này. Do số lượng và sự đa dạng trong các giả thiết đã được đưa ra nên trong thực tế không thể kết luận chính xác ai là người đưa ra dự đoán đúng đắn nhất về sự tồn tại cũng như các đặc điểm của vành đai Kuiper.
    Năm 1930, ngay sau khi Sao Diêm Vương được phát hiện, nhà thiên văn Frederick C. Leonard đã đưa ra các dự đoán về sự tồn tại một loạt các thiên thể nằm ngoài Sao Hải Vương. Năm 1943, trong một bài viết đăng trên tạp chí của Hiệp hội Thiên văn Anh, Kenneth Edgeworth đã giả thiết rằng, mật độ của các vật chất có từ khi hình thành hệ Mặt Trời ở phía bên ngoài Sao Hải Vương quá loãng để có thể tụ lại thành các hành tinh mà chỉ có thể tạo ra vô số các vật thể nhỏ. Từ đó, ông đưa ra kết luận ?ovùng không gian cách xa Mặt Trời, ở phía bên ngoài quỹ đạo của các hành tinh, chứa rất nhiều các thiên thể có kích thước tương đối nhỏ. Thỉnh thoảng, một vài thiên thể lạc khỏi khu vực này và trở thành kẻ viếng thăm đối với vùng không gian phía trong của hệ Mặt Trời? (các sao chổi).
    Năm 1951, trong bài viết trên tạp chí Astrophysics, Gerard Kuiper đã dự đoán về một đĩa vật chất nhỏ được tạo ra trong giai đoạn đầu của quá trình hình thành hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, Kuiper đã cho rằng, đĩa vật chất đó ngày nay không còn tồn tại vì đã bị Sao Diêm Vương đẩy ra xa, về phía đám mây Oort hoặc ra hẳn phía bên ngoài hệ Mặt Trời. Sở dĩ Kuiper đưa ra dự đoán như vậy vì vào thời điểm đó, các nhà thiên văn đều cho rằng Sao Diêm Vương có kích thước và khối lượng tương đương với Trái Đất. Có thể thấy rằng, theo như dự đoán của Kuiper thì ?ocái ngày nay gọi là vành đai Kuiper không hề tồn tại?
    Năm 1962, nhà vật lý thiên văn Alastair G.W Cameron đã đưa ra ý kiến về sự tồn tại của ?omột khối lượng vật chất rất lớn ở ngoại ô của hệ Mặt Trời?. Năm 1964, Fred Whipple, nhà thiên văn nổi tiếng vì đã dự đoán đúng thành phần của nhân sao chổi, đã cho rằng ?ovành đai sao chổi có khối lượng đủ lớn để gây ảnh hưởng đáng kể đến quỹ đạo của Sao Thiên Vương, hay ít nhất là cũng có tác động đến quỹ đạo của các sao chổi đã biết?. Tuy nhiên, các quan sát sau đó đã loại bỏ giả thiết này.
    (còn tiếp)​
    Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 17:16 ngày 05/08/2008
  8. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Năm 1977, Charles Kowal phát hiện ra thiên thể 2060 Chiron, một tiểu hành tinh với thành phần chủ yếu là các vật chất dễ bay hơi ở dạng băng. Chiron có quỹ đạo nằm giữa Sao Thổ và Sao Thiên Vương. Năm 1992, thêm 1 tiểu hành tinh nữa trong vùng không gian này được tìm ra (5145 Pholus). Ngày nay, những thiên thể loại này được gọi là các centaur. Centaur là nhóm các tiểu hành tinh có cấu tạo giống như nhân sao chổi, quỹ đạo nằm giữa Sao Mộc và Sao Hải Vương. Các nghiên cứu cho thấy quỹ đạo của các centaur chỉ ổn định trong một thời gian không dài (khoảng 100 triệu năm), do đó, các nhà thiên văn đã đưa ra giả thiết rằng có 1 ?onguồn? bên ngoài Sao Hải Vương là cái nôi của các centaur (1).
    Các nghiên cứu về sao chổi cũng cho phép đưa ra các suy đoán gián tiếp về sự tồn tại của một nhóm các thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương. Mỗi lần tiếp cận Mặt Trời, một phần vật chất của sao chổi sẽ bị bốc hơi, gây nên sự phá huỷ dần dần. Do đó, cần phải có một nguồn bổ sung các sao chổi cho ?ophần bên trong? của hệ Mặt Trời. Một trong những ?onguồn? đó chính là Đám mây Oort (hiện sự tồn tại vẫn đang là một giả thiết). Đám mây Oort được coi là nơi xuất phát của các sao chổi có chu kỳ dài (hàng nghìn năm). Tuy nhiên, còn một lớp các sao chổi khác : các sao chổi chu kỳ ngắn (nhỏ hơn 200 năm).
    Những quan sát trong các năm 1970 cho thấy tần suất xuất hiện của các sao chổi chu kỳ ngắn mâu thuẫn với giả thiết chúng xuất phát từ Đám mây Oort. Theo những gì tính toán, một thiên thể có nguồn gốc từ Đám mây Oort nếu muốn trở thành một sao chổi chu kỳ ngắn thì trước hết nó phải bị bắt giữ tạm thời bởi các hành tinh khí khổng lồ. Năm 1980, trong một báo cáo tháng của hội Thiên văn Hoàng Gia, Julio Fernandez đã đưa ra đánh giá về các điều kiện phức tạp để 1 thiên thể có nguồn gốc từ đám mây Oort trở thành sao chổi chu kỳ ngắn. Từ đó, ông đưa ra giả thiết về một vành đai sao chổi khác trải dài trong vùng không gian cách Mặt Trời từ 35 đến 50 AU.
    Năm 1988, 3 nhà thiên văn Canada Martin Duncan, Tom Quinn và Scott Tremaine đã dùng máy tính thực hiện các mô phỏng kiểm chứng giả thiết mọi sao chổi đều có nguồn gốc từ đám mây Oort. Họ nhận thấy rằng, đám mây Oort không thể là cái nôi của mọi sao chổi chu kỳ ngắn, nhất là các sao chổi chu kỳ ngắn có độ nghiêng quỹ đạo không quá lớn so với mặt phẳng Hoàng đạo. Họ đã đưa thêm vành đai sao chổi do Fernandez đề xuất vào chương trình và thấy kết quả mô phỏng khớp với kết quả quan sát. Trong bài báo này, lần đầu tiên khái niệm ?oKupier belt? được sử dụng để chỉ một ?ovành đai vật chất giả thiết? là cái nôi của các sao chổi chu kỳ ngắn (dự đoán của Fernaldez). ?oVành đai vật chất giả thiết? này có thể là tàn dư của đám tinh vân hình thành nên hệ Mặt Trời (dự đoán của Kuiper) (2).
    ====
    Ghi chú
    (1)Các centaur có quỹ đạo không ổn định, rất có thể chúng đang trong giai đoạn chuyển tiếp từ một thiên thể thuộc khu vực bên ngoài Sao Hải Vương thành một sao chổi chu kỳ ngắn. Tuy nhiên, do sự biến đổi thất thường trong quá trình tương tác với các hành tinh khí khổng lồ, chúng còn có thể bị đẩy sâu vào khu vực các hành tinh đất đá, thậm chí có thể bị đâm vào Mặt Trời hoặc bị đẩy ra khỏi hệ Mặt Trời vĩnh viễn.
    (2) Cần để ý rằng theo như dự đoán của Kuiper thì vành đai vật chất này đến nay không còn tồn tại. Theo như bài báo, nhóm tác giả đã kết hợp dự đoán của Kuiper về nguồn gốc, dự đoán của Fernandez về sự tồn tại và chức năng (cái nôi của các sao chổi chu kỳ ngắn).
    (còn tiếp)​
  9. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Phát hiện vành đai Kuiper
    Năm 1987, nhà thiên văn người Anh Davaid Jewitt bắt đầu để ý đến ?okhoảng không gian dường như là trống không? của vùng ?ongoại ô của hệ Mặt Trời?. Ông đã khuyến khích học trò của mình là Jane Luu (lúc đó đang là thạc sĩ, sau trở thành nghiên cứu sinh do Jewitt hướng dẫn) cùng tham gia vào việc tìm kiếm sự tồn tại của thiên thể bên ngoài Sao Diêm Vương. Jewitt đã nói với Luu ?oif we don''''t, nobody will? (nếu chúng ta không làm được, cũng sẽ chẳng có ai làm được). Ban đầu, họ sử dụng các thiết bị quan sát tại các đài thiên văn Kitt Peak và Cerro Tololo với phương pháp tiến hành tương tự như Clyde Tombaugh và Charles Kowal đã làm: so sánh các bức ảnh chụp cùng 1 vùng trời trong thời gian khác nhau để phát hiện ra sự dịch chuyển (nếu có) của thiên thể (1). Tuy nhiên, vào thời điểm đó, sự phát triển của công nghệ đã cho phép tiến hành phương pháp này với tốc độ nhanh hơn rất nhiều.
    Năm 1988, Jewitt chuyển đến làm việc tại Viện Thiên văn đại học Hawaii. Sau đó, Jane Luu cũng tiếp tục đến làm việc cùng ông. Họ tiếp tục tiến hành việc tìm kiếm với dữ liệu quan sát từ chiếc kính thiên văn 2.24 m trên núi Mauna Kea. Sau 5 năm làm việc, ngày 30/08/1992, Jewitt và Luu đã công bố phát hiện ra ?oứng viên của thiên thể thuộc vành đai Kuiper?: 1992 QB1. Sáu tháng sau, họ lại phát hiện thêm thiên thể thứ 2 thuộc vùng không gian này: 1993 FW.
    [​IMG] [​IMG]
    Ảnh : David C. Jewitt và Jane X. Luu​
    (còn tiếp)​
    ====
    Ghi chú
    (1) Phương pháp này trong tiếng Anh gọi là : ?oblink comparator?. Tombaugh đã áp dụng phương pháp này để tìm ra Sao Diêm Vương, Kowal đã áp dụng phương pháp này để tìm ra centaur 2060 Chiron (xem bài viết phía trên)
    Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 16:47 ngày 12/08/2008
  10. Hero_Zeratul

    Hero_Zeratul Thành viên mới

    Tham gia ngày:
    07/06/2003
    Bài viết:
    1.575
    Đã được thích:
    0
    Việc công nhận danh hiệu hành tinh lùn đối với Haumea (2003 EL61) đã nâng số lượng hành tinh lùn trong vành đai Kuiper lên con số 3. Haumea và Makemake là các cubewano
    Phân tích các số liệu quan sát đối với các KBO, các nhà thiên văn nhận thấy Haumea và một số thiên thể khác có các thông số quỹ đạo rất giống nhau. Sự sai khác giữa chúng chỉ vào khoảng vài phần trăm:
    + 5% đối với khoảng cách trung bình đến Mặt Trời;
    + 1.4 độ đối với góc nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo;
    + 0.08 đối với độ lệch tâm.
    Hơn nữa, các phân tích quang phổ cũng cho thấy thành phần cấu tạo chủ yếu của chúng tương tự nhau. Những điều trên dẫn đến giả thiết : trong quá khứ, Haumea đã từng là một thiên thể đường kính khoảng 1660 km. Một vụ va chạm mạnh đã làm văng ra một phần vật chất của Haumea. Những mảnh vụn này tụ lại tạo thành một số thiên thể khác (tương tự như giả thiết phổ biến nhất hiện nay về sự hình thành Mặt Trăng từ một phần của Trái Đất văng ra sau 1 vụ va chạm cực mạnh trong giai đoạn đầu hình thành). Giả thiết này cũng có thể giải thích được hình dáng "đặc biệt" của và chu kỳ tự quay quanh trục rất ngắn (khoảng 4 giờ Trái Đất) của Haumea.
    Các thiên thể này cùng với Haumea được gọi là : Haumea family (gia đình Haumea). Cho đến nay, Haumea family là nhóm thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương duy nhất được phát hiện có đặc điểm này. Dưới đây là danh sách các thiên thể thuộc Haumea family:
    + Haumea
    + Hi''iaka
    + Namaka
    + 2002 TX300 (ứng viên hành tinh lùn)
    + (24835) 1995 SM55
    + (19308) 1996 TO66
    + (120178) 2003 OP32
    + (145453) 2005 RR43
    [​IMG]
    Ảnh : Biểu đồ biểu diễn góc nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo (trục tung) và khoảng cách trung bình đến Mặt Trời (trục hoành) của một số thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương. Haumea family có màu xanh lá cây​
    ====
    Tài liệu tham khảo:
    1. http://en.wikipedia.org/wiki/Haumea_(dwarf_planet)
    2. http://en.wikipedia.org/wiki/Haumea_family
    Được Hero_Zeratul sửa chữa / chuyển vào 23:29 ngày 26/09/2008

Chia sẻ trang này