CHINH PHỤC KHÔNG GIAN
J
JJ
Josepha
osephaosepha
osepha Sherman
Sherman Sherman
Sherman
HẢI VƯƠNG TINH T
TT
Tr
rr
Thuật ngữ
38
Hải Vương tinh
1
Hải Vương tinh
2 1
Khám phá kép Đến cuối thế kỉ thứ 18, mọi người đều tin rằng Hệ Mặt trời chỉ có sáu
hành tinh. Sau đó, Thiên Vương tinh được William Herschel khám phá ra vào
năm 1781. Với sự khám phá ra hành tinh thứ bảy này, các nhà thiên văn học trở
nên hiếu kì hơn bao giờ hết. Rốt cuộc thì còn có cái gì nằm ngoài kia nữa không?
Nhà thiên văn học kiêm thầy tu Nhà thiên văn học đầu tiên dự đoán sự tồn tại của hành tinh thứ tám là nhà
thiên văn học người Pháp, Alexis Bouvard. Bouvard có thiên bẩm hiếm có đối
với một nhà khoa học. Ông sinh năm 1767 ở miền quê nước Pháp, không hề qua
trường lớpnào , và được nuôi dạy thành một thầy tu. Tuy nhiên, ông yêu thích
động của Thiên Vương tinh để tìm hiểu xem có thể
quy chúng là do sự tác động của một hành tinh chưa
phát hiện ra nằm ngoài nó hay không”. Từ đó về sau,
Adams dành hết thời gian rỗi của mình nghiên cứu các
phép tính chứng minh cho lí thuyết của ông. Tháng 9
năm 1845, ông đã có bằng chứng toán học của riêng
mình cho một hành tinh mới.
Thật không may, Adams ngần ngại nên đã
không công bố các kết quả của ông trước công chúng.
Thay vào đó, ông đã gửi các bài viết của mình đến cho
nhà thiên văn học hàng đầu của nước Anh, ngài
George Biddell Airy. Nhưng Airy hoàn toàn bỏ qua
các kết quả của Adams. Nguyên do tại sao ông ta làm
như vậy vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà sử học.
Hải Vương tinh
4
Có khả năng vì Airy quá bận với công việc nghiên cứu của mình, hoặc có lẽ ông
không nhìn thấy tầm quan trọng của các phép tính của Adams. Vì Airy không
quan tâm đến các kết quả của Adams, cho nên chẳng ai khác ở nước Anh thời kì
ấy có bất kì nỗ lực thật sự nào nhằm tìm kiếm xem có một hành tinh thứ tám hay
không.
URBAIN J. J. LE VERRIER Urbain Jean Joseph Le Verrier chào đời tại tỉnh Normandy, nước Pháp,
vào năm 1811. Le Verrier là một sinh viên nghiêm túc và thông minh, và bị cuốn
hút bởi mọi ngành khoa học. Năm 1837, ông đang là một nhà thiên văn học. Vì
mối nhân duyên với toán học, ông đã hăm hở lao vào tìm lời giải cho những
phương trình phức tạp nhất.
rộng rãi của Le Verrier. Ngay sau đó, Airy nhận thấy các kết quả của Le Verrier
rất giống với công trình của John Adams. Hai nước Anh và Pháp vốn là hai đối
thủ kình địch nhau, hơn thua nhau trong hàng thế kỉ. Thật tự nhiên, Airy không
muốn nước Pháp nhận lấy vinh quang là đã khám phá ra hành tinh thứ tám.
Tháng 7 năm 1846, ông tổ chức một cuộc họp với nhà thiên văn James Challis,
người đứng đầu Đài thiên văn Cambridge. Airy đề nghị Challis dùng kính thiên
văn của đài tìm kiếm hành tinh thứ tám, “với hi vọng cứu nguy cho vấn đề hầu
như đã không còn hi vọng gì nữa”.
Một cuộc tìm kiếm điên rồ đã diễn ra sau
đó. Adams tiếp tục các tính toán của ông, nhưng
các phép tính mới của ông không chính xác. Vì
Challis không có bản đồ sao cập nhật mới, cho
nên ông thường tìm ở mảng trời không đúng.
Ngày nay, các nhà sử học biết rằng Challis thật
sự nhìn thấy Hải Vương tinh hai lần – vào ngày 8
và 12 tháng 8 – nhưng do các trục trặc với bản đồ
sao cũ kĩ và các tính toán sai lầm của Adams,
nên ông nghĩ ông chỉ nhìn thấy một ngôi sao nào
khác.
Trong khi đó, ở Pháp, Le Verrier cũng gặp
trục trặc. Sau khi công bố rộng rãi các kết quả
của mình, ông thật sự thất vọng vì chẳng tìm ra
nhà thiên văn học người Pháp nào có hứng thú để
chứng minh chúng. Sau đó, ông đã gửi các tính
toán của mình cho một nhà khoa học bạn bè,
người mà ông đang trao đổi các bài báo khoa học.
Nhà khoa học đó là nhà thiên văn người Đức
Johann Gottfried Galle làm việc tại Đài thiên văn
Berlin. Galle nhận được thư và bài báo của Le
Verrier vào ngày 23 tháng 9 năm 1846. Ngay
Hải Vương tinh
8
gây rắc rối cho các bạn khoa học người Anh của họ rồi. Thay vào đó, mọi người
đặt tên cho hành tinh mới là Hải Vương tinh (Neptune), tên vị thần biển cả của
người La Mã. Vinh quang muộn đến với Adams
Mặc dù việc ông khám phá ra Hải Vương tinh ban đầu bị bỏ qua, nhưng Adams
không bị cộng đồng khoa học bỏ quên. Năm 1866, công trình của ông đã được
tôn vinh khi ông giành được phần thưởng cao quý nhất trong giới thiên văn học
Anh quốc – Huy chương Vàng của Hội Thiên văn học Hoàng gia.
Ngày nay, vành ngoài của Hải Vương tinh và một miệng hố mặt trăng được đặt
theo tên Adams. Còn có một tiểu hành tinh mang tên 1996 Adams. Giải thưởng
Adams vẫn được trường Đại học Cambridge trao hàng năm, tôn vinh công trình
khoa học của ông.
Hải Vương tinh
9
Hải Vương tinh
10 2
Voyager 2
quyển của Hỏa tinh và chứng tỏ rằng có một bầu
Hải Vương tinh
11
khí quyển methane bao xung quanh vệ tinh lớn nhất của Thổ tinh, Titan. Để tôn
vinh nhiều khám phá của Kuiper, một giải thưởng được mang tên Giải Kuiper
dành cho các nhà thiên văn học đã mang lại những tiến bộ lớn trong khoa học
nghiên cứu hành tinh. Cuộc chạy đua vũ trụ
Những khám phá sau này về Hải Vương tinh cùng những vật thể khác
trong vũ trụ có được là nhờ những công nghệ mới và những sứ mệnh liều lĩnh
hơn trong không gian. Đa số các phát triển trong công nghệ vũ trụ và thám hiểm
là kết quả của một cuộc chiến không có sự chiến đấu thật sự. Đây là Chiến tranh
Lạnh, và nó là sự kình địch giữa nước Mĩ và Liên Xô. (Liên Xô gồm Nga và các
nước thuộc tầm ảnh hưởng của nước Nga). Chiến tranh lạnh kéo dài từ năm 1945
đến năm 1989. Nước Mĩ và Liên Xô “đấu” Chiến tranh Lạnh theo nhiều cách,
bao gồm do thám, xây dựng căn cứ quân sự, một cuộc chạy đua vũ khí hạt nhân
hết sức nguy hiểm, và cuộc chạy đua vào vũ trụ.
Hải Vương tinh
12
Cuộc chạy đua vũ trụ bắt đầu với phần thi nước đầu tiên đưa một vệ tinh
lên quỹ đạo và sau đó là đưa người lên Mặt trăng. Liên Xô là nước đầu tiên
phóng thành công một vệ tinh (Sputnik) vào năm 1957. Nước Mĩ đuổi theo với
việc là nước đầu tiên đưa người lên Mặt trăng vào năm 1969.
Kết quả của cuộc đua là sự xuất hiện một tổ chức của người Mĩ gọi là Ban
quản lí Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA). NASA sớm trở thành một tổ
chức khoa học chuyên nghiên cứu hàng không học, tên lửa vũ trụ, cuộc sống
được hành tinh trên. Năm 1989, Voyager đã tiếp
cận Hải Vương tinh đủ gần để bắt đầu thực hiện
Hải Vương tinh
13
các quan sát. Phi thuyền tiếp tục triển khai các quan sát từ tháng 6 đến tháng 10.
Nó tiếp cận Hải Vương tinh gần nhất là vào ngày 25 tháng 8 năm 1989.
Voyager 2 đã gửi về một số dữ liệu và hình ảnh hết sức rõ ràng cho các
nhà khoa học trên Trái đất. Các hình ảnh và thông tin cho thấy Hải Vương tinh
có chút tương tự với Thiên Vương tinh và Mộc tinh. Giống như chúng, nó là một
hành tinh khí khổng lồ. Hải Vương tinh cũng có methane trong khí quyển của
nó, mang lại cho hành tinh một màu lam dễ nhìn.
Voyager 2 còn cho phép các nhà khoa học lần đầu tiên quan sát một cơn
bão khổng lồ trên Hải Vương tinh, cái họ gọi là Đốm Đen Lớn. Cơn bão đó lớn
bằng cả Trái đất. Đốm Đen Lớn di chuyển xung quanh hành tinh mỗi vòng 16
ngày, vì những cơn gió mạnh của Hải Vương tinh thổi nó đi. Những quan sát
mới đây của Hải Vương tinh cho thấy Đốm Đen Lớn đã biến mất.
Còn có một hệ thống bão nhỏ hơn gọi là Đốm Đen 2. Nó dường như bị
đuổi trong những cơn gió nhanh hơn, vì nó di chuyển xung quanh hành tinh chỉ
trong 16 giờ. Với Đốm Đen 2 là một đám mây sáng – hầu như màu trắng – các
nhà khoa học gọi nó là Scooter (Xe hẩy) vì nó “hẩy” xung quanh Hải Vương tinh
mỗi vòng trong 16 giờ.
Hải Vương tinh
14
Voyager 2 đã mang
lại cho các nhà khoa học
rất nhiều thông tin về Hải
Vương tinh. Giống như
mọi hành tinh khác, nó
được xác nhận là có một
nhật dừng, đó là không gian nằm ngoài tầm ảnh hưởng của Mặt trời. Chúng sẽ
tiếp tục chuyển động, với đủ năng lượng để gửi thông tin về Trái đất trong thời
gian ít nhất là đến năm 2020. Voyager 1 và Voyager 2 được dự tính thả nổi vĩnh
viễn trong Dải Ngân hà – trừ khi chúng va trúng cái gì đó chưa biết. Mỗi phi
thuyền mang theo một số bản ghi âm nhạc và ngôn ngữ Trái đất và gửi lời chào
đến những ai bắt gặp chúng. Phi thuyền thám hiểm Voyager 2 Hải Vương tinh
16
Hải Vương tinh
17 3
Các vệ tinh và các vành kì lạ
của Hải Vương tinh Một số đặc điểm của Hải Vương tinh, như các vệ tinh và các vành của nó,
thật kì lạ và bí ẩn. Hải Vương tinh có một số vệ tinh rất lạ, đa chủng loại từ
khổng lồ đến bé tí. Còn có một số trường hợp bí ẩn của các vành biến mất của
Hải Vương tinh. Trong khi Voyager 2 đã cung cấp cho các nhà khoa học một số
manh mối về Hải Vương tinh, thì luôn có những biến đổi và khám phá không
ngớt về Hải Vương tinh kể từ năm 1989.
Các vệ tinh của Hải Vương tinh
thất lạc kia, và Triton bị ném vào quỹ đạo ngược xung quanh Hải Vương tinh. Thời tiết trên Triton
Triton có lẽ là vật thể lạnh lẽo nhất
trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Bề mặt
của nó thường ở nhiệt độ - 235
o
C. Tuy
nhiên, khi phi thuyền Voyager 2 bay
qua nó, phi thuyền phát hiện thấy mặc
dù cực kì lạnh lẽo, nhưng Triton có các
mạch phun – có lẽ là nitrogen và
methane – văng tung tóe chừng 8 km
lên trên bầu khí quyển mỏng manh của
Triton. Trên Trái đất, các mạch phun là
Hải Vương tinh
19
các suối nước nóng. Nhưng một cái gì đó nóng bỏng ở trên một vệ tinh lạnh lẽo
đúng là điều không thể. Các nhà khoa học nghĩ rằng những mạch phun đó có thể
do chất liệu bề mặt tối của vệ tinh hấp thụ nhiệt từ phía Mặt trời. Bề mặt của
Triton bị rạn nứt khi nó bay gần đến hoặc bay ra xa Mặt trời. Những vết nứt đó
sẽ cho phép nitrogen bên dưới bề mặt thoát ra. Cũng có khả năng là nhiệt từ Mặt
trời được dự trữ qua những khe nứt đó, nằm ngay bên dưới bề mặt của Triton.
Điều này sẽ giữ cho chất khí nitrogen đủ ấm để thỉnh thoảng phun trào. Ngay cả
một lượng nhiệt nhỏ nhất cũng có thể xảy ra như vậy, vì phần còn lại của vệ tinh
thật quá lạnh.
Các vệ tinh khác của Hải Vương tinh Sứ mệnh Voyager 2 phát hiện, ngoài Triton ra, Hải Vương tinh còn có bảy
vệ tinh khác. Với đường kính xấp xỉ 400 km, Proteus là vệ tinh lớn thứ hai của
Hải Vương tinh. Nó là một trong những vật thể tăm tối nhất trong Hệ Mặt trời và
phản xạ rất ít ánh sáng mặt trời. Các hình ảnh Voyager 2 cho thấy Proteus có
hình dạng không đều và gần như lổn nhổn.
Proteus nằm cách đám mây trên cùng của
Hải Vương tinh chừng 92.800 km. Vệ tinh
này mất chưa tới 27 giờ để quay trọn vòng
xung quanh Hải Vương tinh.
Nereid được phát hiện ra vào năm
1949, khá lâu trước khi Voyager 2 phát
hiện ra những vệ tinh khác. Nó là vệ tinh
lớn thứ ba của Hải Vương tinh và mang
tên của nữ thần biển Hi Lạp. Trong hành
trình quỹ đạo của nó, khoảng cách của nó
đến hành tinh dao động từ 1.353.600 km
đến 9.623.700 km. Vì nằm cách hành tinh
quá xa, nên Nereid quay một vòng quanh
Hải Vương tinh mất khoảng 360 giờ.
Năm 1989, Voyager 2 phát hiện
năm vệ tinh khác của Hải Vương tinh.
Xếp theo trình tự từ nhỏ đến lớn, chúng là
Larissa, Galatea, Despina, Thalassa, và
Naiad. Giống như Triton và Nereid, tên
gọi của những vệ tinh này có nguồn gốc từ thần thoại Hi Lạp. Larissa, Galatea,
và Despina là nữ thần biển, còn Naiad là một linh hồn nước. Thalassa là mẹ của
23 Các vành của Hải Vương tinh
Voyager
2 mang lại ảnh chụp các vành của Hải Vương tinh vào năm 1989.
Có bốn vành – một trong số chúng thật mờ nhạt, còn ba vành kia thì hơi dễ thấy
hơn một chút. Vành mờ nhạt tên gọi là Galle, đặt theo tên nhà thiên văn người
Đức, người đầu tiên nhìn thấy Hải Vương tinh qua kính thiên văn. Ba vành kia
mang tên là Le Verrier, Lassell, và Adams, theo tên những nhà khám phá khác
của Hải Vương tinh. Adams là vành ở xa nhất, cách Hải Vương tinh 62.930 km.
Galle là vành ở gần nhất, cách Hải Vương tinh 41.900 km. Không giống như các
vành sao Thổ, chúng dễ
dàng nhìn thấy, các vành
của Hải Vương tinh khó
quan sát thấy. Chúng có
những phần sáng, gọi là
cung sáng, và những phần
tối. Một số vành thậm chí
còn trông tựa như bị thắt
gút, mặc dù đó có lẽ chỉ
là một trò bịp của những
Copyright: Tài liệu đại học ©