Sao Thủy Là Gì? Đặc Điểm, Nhiệt Độ, Bề Mặt Và Sứ Mệnh BepiColombo
Bài viết phát hành:
Cập nhật lần cuối:
Nếu phải chọn một hành tinh để mô tả bằng từ cực đoan, chúng tôi sẽ chọn sao Thủy. Trong hệ Mặt Trời, sao Thủy (tên tiếng Anh là Mercury) là hành tinh nhỏ nhất và gần Mặt Trời nhất. Đứng trên bề mặt cằn cỗi ấy, bạn sẽ thấy Mặt Trời to hơn ba lần so với khi nhìn từ Trái Đất, còn nhiệt độ ban ngày và ban đêm chênh nhau hơn 600°C. Bài viết này chúng tôi muốn kể lại những gì khoa học đã biết về hành tinh nhỏ bé đó, và cả sứ mệnh đang sắp bước vào quỹ đạo quanh nó.
Sao Thủy Là Gì Và Vì Sao Hành Tinh Nhỏ Nhất Lại Nhanh Nhất
Sao Thủy là một hành tinh đá có bán kính khoảng 2.440 km, chỉ hơn một phần ba chiều rộng Trái Đất. NASA ví von rằng nếu Trái Đất bằng một đồng xu nhỏ thì sao Thủy chỉ bằng một quả việt quất. Hành tinh này chỉ lớn hơn Mặt Trăng của chúng ta một chút, và còn nhỏ hơn hai vệ tinh lớn là Ganymede của sao Mộc và Titan của sao Thổ.
Cái tên Mercury lấy từ vị thần La Mã nhanh nhẹn nhất, và hành tinh này xứng đáng với tên gọi đó. Sao Thủy là hành tinh nhanh nhất, hoàn thành một vòng quanh Mặt Trời chỉ trong 88 ngày Trái Đất, với tốc độ gần 47 km mỗi giây. Nó hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm từ khí và bụi, và cũng như các hành tinh đá khác, nó có lõi, lớp phủ đá và lớp vỏ rắn.
- Khoảng cách tới Mặt Trời. Trung bình khoảng 58 triệu km, tức 0,4 đơn vị thiên văn, và ánh sáng chỉ mất khoảng 3,2 phút để đi từ Mặt Trời đến sao Thủy.
- Quỹ đạo hình bầu dục. Quỹ đạo của sao Thủy lệch tâm rất mạnh, có lúc gần Mặt Trời tới 47 triệu km và có lúc xa tới 70 triệu km.
- Mặt Trời nhìn từ sao Thủy. Mặt Trời trông to hơn hơn ba lần so với khi nhìn từ Trái Đất, và ánh sáng có thể mạnh gấp tới bảy lần.
- Mặt trăng và vành đai. Sao Thủy không có mặt trăng và cũng không có vành đai.
(Xem thêm: Trái Đất Là Gì? Hành Trình Tiến Hóa Và Sự Sống Duy Nhất Trong Vũ Trụ)
Một Ngày Dài Hơn Hai Năm Và Hiện Tượng Mặt Trời Mọc Hai Lần
Sao Thủy tự quay rất chậm, mất 59 ngày Trái Đất cho một vòng. Nhưng quỹ đạo của nó lệch tâm mạnh, nên chuyển động quay và chuyển động quanh Mặt Trời kết hợp lại tạo nên một cảnh tượng khá kỳ lạ. Khi sao Thủy ở gần Mặt Trời và chạy nhanh nhất, từ một số vị trí trên bề mặt bạn sẽ thấy Mặt Trời mọc lên một lúc, lặn xuống rồi lại mọc lần nữa. Ở hoàng hôn, hiện tượng này diễn ra theo chiều ngược lại tại những vùng khác.
Một ngày Mặt Trời đầy đủ trên sao Thủy, tính từ lúc Mặt Trời mọc đến lần mọc kế tiếp, dài tới 176 ngày Trái Đất. Con số này vừa hơn hai năm của chính hành tinh. Ngoài ra, trục quay của sao Thủy chỉ nghiêng khoảng 2 độ so với mặt phẳng quỹ đạo, nên hành tinh gần như quay thẳng đứng và không có mùa như Trái Đất.
Nhiệt Độ Cực Đoan Khi Không Có Khí Quyển
Ban ngày, bề mặt sao Thủy có thể nóng tới 430°C. Ban đêm, vì không có khí quyển giữ nhiệt, nhiệt độ có thể tụt xuống âm 180°C. Khoảng chênh hơn 600°C đó là một trong những mức khắc nghiệt nhất mà con người biết trên một hành tinh. NASA đánh giá nhiệt độ và bức xạ Mặt Trời ở đây rất có thể quá cao để sinh vật thích nghi, nên môi trường này không phù hợp với sự sống như chúng ta biết.
Một điểm bất ngờ là sao Thủy không phải hành tinh nóng nhất, dù nằm gần Mặt Trời nhất. Danh hiệu đó thuộc về sao Kim nhờ lớp khí quyển dày đặc. Thay vì khí quyển, sao Thủy chỉ có một ngoại quyển (exosphere) rất mỏng, gồm các nguyên tử bị gió Mặt Trời và thiên thạch bắn ra từ bề mặt, chủ yếu là oxy, natri, hydro, heli và kali.
Cấu Trúc Bên Trong Với Lõi Kim Loại Khổng Lồ
Sao Thủy là hành tinh đặc thứ hai trong hệ Mặt Trời, chỉ sau Trái Đất. Lõi kim loại của nó có bán kính khoảng 2.074 km, chiếm khoảng 85% bán kính hành tinh, và có bằng chứng cho thấy lõi này ít nhất một phần còn ở trạng thái nóng chảy. Lớp vỏ và lớp phủ bên ngoài chỉ dày khoảng 400 km. Nói cách khác, phần lớn hành tinh nhỏ bé này là lõi kim loại, được bọc bên ngoài bằng lớp đá tương đối mỏng.
Bề Mặt Sao Thủy Với Hố Va Chạm Và Những Vách Núi Co Rút
Bề mặt sao Thủy trông rất giống Mặt Trăng của chúng ta, chi chít hố va chạm do thiên thạch và sao chổi. Các hố này được đặt theo tên những nghệ sĩ, nhạc sĩ và nhà văn đã qua đời, trong đó có cả nhà văn thiếu nhi Dr. Seuss và nghệ sĩ múa Alvin Ailey. Chúng tôi thấy chi tiết này rất ấm áp, như thể một hành tinh khắc nghiệt vẫn dành chỗ để tưởng nhớ những người đã làm nên văn hóa của nhân loại. Dưới mắt người, phần lớn bề mặt sao Thủy có màu nâu xám.
- Các bồn địa va chạm khổng lồ. Bồn địa Caloris rộng khoảng 1.550 km và bồn địa Rachmaninoff rộng khoảng 306 km, đều do các vụ va chạm của thiên thể từ rất sớm trong lịch sử hệ Mặt Trời tạo nên.
- Vách đứt gãy co rút. Có những vách đá dài hàng trăm kilômét và cao tới khoảng 1,6 km. Chúng hình thành khi phần bên trong của hành tinh nguội đi và co lại suốt hàng tỷ năm, kéo lớp vỏ nhăn lại như vỏ quả táo khô.
- Đồng bằng nhẵn. Bên cạnh vùng địa hình đầy hố, sao Thủy còn có những vùng đồng bằng rộng và khá nhẵn, được cho là hình thành từ dung nham phun trào thời kỳ đầu.
- Tia hố va chạm. Những vệt sáng tỏa ra quanh hố là vật chất bị hất lên khi thiên thạch hoặc sao chổi đâm xuống. Các hạt đá mịn phản xạ ánh sáng tốt hơn nên trông sáng hơn, và theo thời gian bụi vũ trụ cùng gió Mặt Trời làm chúng sẫm dần.
Từ Trường Yếu Ớt Và Câu Hỏi Về Băng Nước Ở Cực
Dù nhỏ và quay chậm, sao Thủy có từ trường riêng, lệch so với xích đạo và mạnh bằng khoảng 1% từ trường Trái Đất. Từ trường này tương tác với từ trường của gió Mặt Trời và đôi khi tạo ra những cơn lốc từ trường, dẫn dòng plasma nóng xuống thẳng bề mặt. Khi các ion đập vào đất đá, chúng bật ra các nguyên tử trung hòa và đẩy chúng lên cao theo một vòng cung.
Một nghịch lý khác nằm ở băng. NASA cho biết sao Thủy có thể có băng nước ở cực bắc và cực nam, bên trong những hố sâu luôn nằm trong bóng tối vĩnh viễn. Ở đó nhiệt độ đủ thấp để giữ được băng, trong khi phần còn lại của hành tinh nóng như lò nung. Chúng tôi thấy điều này gây bất ngờ, và nó càng khiến việc thám hiểm cực của sao Thủy trở nên hấp dẫn.
Các Sứ Mệnh Đã Qua Và BepiColombo Sắp Vào Quỹ Đạo
Đến được sao Thủy không hề dễ, vì lực hấp dẫn của Mặt Trời rất lớn và tàu vũ trụ phải tiêu tốn nhiều năng lượng để giảm tốc, không bị kéo thẳng về phía Mặt Trời. Vì vậy chỉ có ít sứ mệnh từng đến được hành tinh này.
- Mariner 10 của NASA. Đây là tàu đầu tiên bay ngang qua sao Thủy vào những năm 1970, chụp được gần một nửa bề mặt hành tinh.
- MESSENGER của NASA. Đây là tàu đầu tiên bay quanh quỹ đạo sao Thủy, hoạt động từ năm 2011 đến năm 2015, thu thập dữ liệu về bề mặt, từ trường, ngoại quyển và các vùng cực của hành tinh.
- BepiColombo của ESA và JAXA. Sứ mệnh này gồm hai tàu quỹ đạo là MPO của ESA và Mio của JAXA, và sẽ là sứ mệnh đầu tiên có hai tàu cùng quay quanh sao Thủy. Theo lịch của ESA, mô-đun vận chuyển đã tách ra ngày 3 tháng 9 năm 2026, cụm tàu dự kiến vào quỹ đạo sao Thủy ngày 21 tháng 11 năm 2026, hai tàu sẽ tách nhau vào ngày 9 đến 10 tháng 12, và giai đoạn khoa học bắt đầu vào tháng 4 năm 2027.
BepiColombo được kỳ vọng sẽ cho biết chi tiết hơn về cấu trúc bên trong, từ trường và môi trường ngoại quyển của sao Thủy. Lịch trình có thể thay đổi, nên chúng tôi khuyên bạn theo dõi thông báo mới nhất từ ESA.
Giải Đáp Nhanh Về Sao Thủy
Sao Thủy Gần Mặt Trời Nhất Thì Có Phải Nóng Nhất Không?
Không. Hành tinh nóng nhất là sao Kim, nhờ lớp khí quyển dày giữ nhiệt. Sao Thủy không có khí quyển nên ban đêm nhiệt độ có thể xuống tới âm 180°C.
Một Năm Trên Sao Thủy Dài Bao Lâu?
Một năm trên sao Thủy là 88 ngày Trái Đất. Nhưng một ngày Mặt Trời ở đó dài 176 ngày Trái Đất, tức dài hơn hai năm của chính nó.
Sao Thủy Có Sự Sống Không?
Rất khó. Theo NASA, nhiệt độ và bức xạ Mặt Trời trên sao Thủy gần như chắc chắn quá cực đoan để sinh vật có thể thích nghi.
Kết Luận
Sao Thủy nhỏ bé nhưng không hề tầm thường. Nó nhanh nhất, chênh lệch nhiệt độ lớn nhất, sở hữu lõi kim loại khổng lồ, những vách núi co rút và có thể cả băng nước nằm yên trong bóng tối. Mỗi lần viết về hành tinh này, chúng tôi lại thấy khâm phục những con tàu đã vượt hàng trăm triệu kilômét để đến gần một nơi khắc nghiệt như vậy. Khi BepiColombo bắt đầu công việc của mình, chúng tôi hy vọng sẽ có thêm nhiều câu trả lời về cách các hành tinh đá gần Mặt Trời hình thành và thay đổi theo thời gian.
Nguồn tham khảo:
