Vì sao các hành tinh lại có hình cầu và có vành đai bao quanh?

by X Công Nghệ

Theo một số tài liệu, Trái Đất đã được chứng minh là mang hình dạng cầu từ cách đây hơn 2000 năm bởi người Hy Lạp cổ đại chỉ với phương pháp quan sát Mặt Trời.

Nguyên nhân khiến các hành tinh có hình dạng cầu

Lực hấp dẫn tồn tại khi một vật có khối lượng, trọng lực luôn là một lực kéo hướng tâm. Các hành tinh khi bắt đầu hình thành đều có hình cầu được cấu tạo từ vật chất nóng chảy. Trong môi trường không trọng lực của không gian, các khối vật chất thuở ban đầu khi hình hành lên các hành tinh đã tự hấp dẫn hợp thành khối cầu bởi lực hấp dẫn tác động đến vật chất theo hướng như nhau. Sau khi nguội đi, các hành tinh được hình thành như một thể rắn có hình cầu.

Các đám mây bụi, đá và khí hình thành khi Trái Đất được tạo ra khiến cho nó có thể từ từ quay quanh trục. Đỉnh và đáy của trục sẽ là các cực của Trái Đất. Khi quay quanh trục thì lực ly tâm sẽ xuất hiện đẩy vật chất trên khu vực đường xích đạo ra ngoài. Khiến cho Trái Đất cũng như các hành tinh khác có xu hướng phình ra ở đường xích đạo.

Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu thấy rằng loại vật chất ban đầu khi hình thành nên các hành tinh có ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng, hướng quay và tốc độ quay của hành tinh đó. Những hành tinh lớn hơn thì vật chất và hình dạng sẽ chịu tác động của lực hấp dẫn lớn hơn. Ví dụ, để thoát khỏi trọng lực của Trái đất, một vật phải có khả năng di chuyển ngược chiều lực hấp dẫn với tốc độ 11km trên giây.

Giả sử trong trường hợp một hành tinh có hình dạng lập phương chứ không phải hình tròn, lúc đó các góc của hành tinh lập phương sẽ nằm cao hơn các vị trí khác. Điều này dẫn đến lực hấp dẫn của hành tinh không được phân phối một cách đều đặn tại mọi điểm khiến nó không thể giữ được trạng thái cân bằng và sẽ văng ra khỏi quỹ đạo của chúng.

Trên thực tế, các nhà khoa học đã nhận thấy những hành tinh hoặc ngôi sao không có hình dạng cầu chuẩn thì đều bị hơi phình ra ở khu vực đường xích đạo.

Nguyên nhân khiến các hành tinh có vành đai bao quanh

Như chúng ta đã biết, một số hành tinh trong Hệ Mặt Trời được bao quanh bởi các vành đai có thể quan sát bằng kính viễn vọng hoặc ảnh chụp từ các con tàu thám hiểm. Các hành tinh đó gồm có Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, trong đó Sao Thổ có nhiều vành đai bao quanh nhất tạo thành cảnh tượng khá đẹp mắt.

Lý giải về nguyên nhân hình thành nên các vành đai này, các nhà khoa học cho rằng trong quá trình hình thành nên các thiên hà và các hành tinh, có nhiều tiểu hành tinh đã va chạm với nhau hoặc va chạm với các thiên thể bay trong không gian tạo thành vô số mảnh vỡ bay vô định trong vũ trụ. Những mảnh vỡ này vừa không thể kết tụ lại với nhau vừa không rơi vào bầu khí quyển của các hành tinh lớn hơn để bị đốt cháy hoàn toàn mà bị khóa trong quỹ đạo của hành tinh đó tạo thành các vành đai bao xung quanh.

Theo các nhà nghiên cứu, tất cả các vành đai bao quanh hành tinh trong toàn vũ trụ đều được sinh ra bằng cách thức như trên. Số lượng và hình dạng của các vành đai cũng rất khác biệt tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ Sao Hải Vương có 5 vành đai bao quanh trọn vẹn và cũng có 4 vành đai chỉ bao quanh phân nửa hành tinh.

Các nhà khoa học còn có thể tính toán được độ rộng của các vành đai hành tinh và khoảng cách giữa vành đai đến ngôi sao chủ là bao xa. Ví dụ, vành đai Leverrier của Sao Hải Vương có chiều rộng khoảng 15km và cách tâm của ngôi sao chủ hơn 53 nghìn km. Vật chất tạo nên vành đai hầu hết là đá hoặc băng có kích thước nhỏ như một quả bóng hoặc to như một ngôi nhà.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng những vành đai hành tinh này không tồn tại mãi mãi, lý do bắt nguồn từ lực hấp dẫn của chính các hành tinh khiến các vật chất tạo nên vành đai dần bị thiêu đốt khi rơi vào bầu khí quyển của chúng. Điển hình như việc Sao Thổ đang bị mất dần cách vành đai và theo dự đoán nó sẽ bị mất hoàn toàn các vành đai trong khoảng 100 triệu năm nữa.

Xem Thêm