0
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TP. THÁI NGUYÊN
KHOA VẬT LÝ

TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ:
TÌM HIỂU VỀ SAO CHỔI
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Văn Đăng
Sinh viên thực hiên : Phạm Trung Kiên
Lớp : CN Vật lý
Khóa : VI
Thái Nguyên : tháng 05-2011
1
LỜI NÓI ĐẦU
Thiên văn học là một trong những môn khoa học được coi là ra đời sớm
nhất của nhân loại, ra đời cùng với những môn khoa học đầu tiên như toán
học, triết học,… Thiên văn ra đời rất sớm tại các nền văn minh cổ đại như:
Babilon, Trung Quốc, Ai cập, Hy lạp,…
Nói đến thiên văn là nó đến vô vàn các hiện tượng, các phát hiện mới,
trong số đó có những hiện tượng chúng ta có thể thấy ngay bằng mắt thường,
tiêu biểu trong số đó là : sao chổi. Mặc dù con người không ngừng tìm hiểu
về sao chổi nhưng nó vẫn mang đầy bí ẩn và vẫn là một kỳ quan của tự
nhiên, thu hút các nhà khoa học tìm hiểu, khám phá. Và mỗi một sao chổi
hình thành hay mất đi do va chạm với các thiên thể khác luôn đem đến cho
các nhà khoa học những băn khoăn và cả câu hỏi phải đi tìm lời giải đáp.
Vậy sao chổi là gì? và có phải lúc nào nó cũng đẹp lung linh hay không, hay
còn tiềm ẩn những mối hiểm nguy nào với trái đất? – Lịch sử phát hiện và
theo dõi các ngôi sao chổi ra sao… Trong phạm vi bài tiểu luận chúng ta sẽ
đi tìm hiểu về vấn đề này.
2
I . Khái quát về sao chổi
1.1 Khái niệm sao chổi:

3
Vì vậy thường những ngôi sao chổi luôn có hai đuôi, một cái đuôi khí và
một cái đuôi bụi.
Sau vài trăm lần đi qua gần sát mặt trời, sao chổi không còn lại gì ngoài
nhân không nhìn thấy được. Đây là một trong số những bộ khung xương của
sao chổi. Năm 1910, trái đất đã đi qua cái đuôi của sao chổi Halley. Nhưng
không có thiệt hại nào xảy ra hết.
1.2.Lịch sử khám phá :
Thảm Bayeux, thế kỷ 11, miêu tả về quan sát sao chổi Halley năm 1066
4
Theo các thẻ khắc trên xương của người Trung Hoa cổ đại, sự hiện diện
của sao chổi đã được con người biết đến từ nhiều nghìn năm trước. Người
Trung Quốc cổ xưa cho rằng sao chổi mang đến điềm xấu, báo trước sự
nguy hiểm tính mạng cho vua chúa hay quan lại. Tuy nhiên trong sách Thiên
luận, Tuân Tử (313-230 TCN) đã bác bỏ điều mê tín này. Trong lịch sử văn
minh Hy Lạp và Ả Rập, sao chổi từng được coi là sự tấn công của thiên
đàng xuống trần gian. Các ghi chép về "sao rơi" trong các sách Gilgamesh,
Sách Khải Huyền và sách Enoch có thể đã nói đến sao chổi hay sao băng.
Trong quyển sách đầu tay Khí tượng học, Aristotle nhận xét về các sao
chổi bay qua bay lại trên bầu trời phương Tây suốt hai nghìn năm. Ông đã
lật lại quan niệm của một số nhà triết học đi trước miêu tả các sao chổi là các
hành tinh, hay các hiện tượng liên quan đến các hành tinh. Ông dựa trên
quan sát về chuyển động của các hành tinh nằm gần mặt phẳng hoàng đạo,
trong khi các sao chổi có thể xuất hiện từ bất cứ nơi nào, để đi đến kết luận
rằng sao chổi là các hiện tượng xảy ra trên tầng cao khí quyển Trái Đất, nơi
mà các luồng khí nóng và khô tập trung và thỉnh thoảng bùng cháy. Ông mở
rộng cơ chế này để giải thích cho cả sao băng, cực quang và, thậm chí, cả
Ngân Hà.
Các nhà hiền triết sau này đã tranh luận về quan điểm về sao chổi trên.
Seneca Trẻ, trong sách Các Câu hỏi về Tự nhiên, đã quan sát thấy các sao

trạng thái đóng băng tại nhiệt độ thấp. Khi sao chổi tiến về gần Mặt Trời, tức
là vào vòng trong Hệ Mặt Trời, bức xạ điện từ của Mặt Trời khiến các lớp
băng bên ngoài bắt đầu thăng hoa. Dòng bụi và khí bay ra tạo nên một bầu
"khí quyển" lớn nhưng rất loãng bao quanh sao chổi gọi là phần đầu sao
chổi. Tiến gần thêm, áp suất bức xạ và gió Mặt Trời thổi vào bầu khí quyển
này kéo dài nó ra thành hai đuôi khồng lồ. Bụi và khí tạo hai đuôi riêng rẽ,
chĩa về hai phương hơi lệch nhau; các hạt bụi có khối lượng lớn không dễ bị
gió Mặt Trời tác động, chỉ bị tách rời khỏi phần đầu của sao chổi và bay
chậm lại trên quỹ đạo ngay sau phần đầu (do đó đuôi bụi cong theo đường
cong của quỹ đạo) còn đuôi khí (đúng hơn là khí đã bị ion hóa) chứa các hạt
ion nhẹ, dễ dàng bị gió Mặt Trời thổi theo phương nối thẳng đến Mặt Trời,
và sau đó chúng đi theo đường sức từ trong không gian thay cho đường quỹ
đạo. Hạt nhân sao chổi nằm lại bên trong là những khoáng chất nặng, hay
chất hữu cơ cao phân tử, chỉ có đường kính khoảng 50 km. Trong khi đó
phần đầu sao chổi có thể lớn hơn cả Mặt Trời, còn đuôi sao chổi có thể kéo
dài đến cỡ một đơn vị thiên văn hoặc hơn.
Cả phần đầu và đuôi, hình thành khi sao chổi đi vào vòng trong Hệ Mặt
Trời, đều được chiếu sáng bởi Mặt Trời và có thể trở nên rực rỡ cho quan sát
từ Trái Đất. Đuôi bụi tán xạ trực tiếp ánh nắng theo cơ chế Mie, tạo nên màu
trắng, còn đuôi khí bị ion hóa phát ra photon năng lượng cao, có quang phổ
thiên về màu xanh lam. Thực tế là đa số sao chổi sáng yếu đến mức chỉ quan
sát được qua kính viễn vọng. Mỗi thập kỷ, chỉ có vài sao chổi đủ sáng cho
quan sát bằng mắt thường. Trước khi có kính thiên văn, các sao chổi dường
như đột ngột xuất hiện rồi đột ngột biến mất trên bầu trời.
Một điều có thể gây ngạc nhiên là các hạt nhân của sao chổi thuộc vào hàng
các vật thể đen nhất trong Hệ Mặt Trời. Tàu Giotto đo được hạt nhân của sao
chổi Halley phản xạ lại 4% ánh sáng chiếu đến, còn tàu Deep Space 1 tìm
thấy sao chổi Borrelly chỉ có hệ số phản xạ khoảng 2,4% đến 3%; để so
sánh, nhựa đường phản xạ 7% ánh sáng. Có thể lý giải bề mặt tối này qua
cấu tạo của hạt nhân gồm chủ yếu các hợp chất hữu cơ. Sức nóng của Mặt

hơn các hành tinh lớn khác. Các sao chổi dài hạn cũng thường xuyên bị
nhiễu loạn khi đi ngang qua các hành tinh lớn.
2.3. Vòng đời
Các sao chổi ngắn hạn được cho là có nguồn gốc từ vành đai Kuiper, còn
các sao chổi dài hạn có thể đến từ đám Oort. Có nhiều khả năng chúng chứa
10
các vật chất từ thời kỳ Hệ Mặt Trời mới khai sinh, đặc biệt là các sao chổi
dài hạn.
Để giải thích tại sao các sao chổi chuyển từ quỹ đạo trong vành đai
Kuiper hay đám Oort sang quỹ đạo rất méo tiến về phía Mặt Trời, nhiều cơ
chế đã được gợi ý. Các cơ chế này chủ yếu dựa trên nhiễu loạn của trường
hấp dẫn. Đối với các sao chổi dài hạn, nhiễu loạn này có thể gây ra bởi các
sao khác khi Mặt Trời quay quanh tâm Ngân Hà, hay từ ngôi sao gần Mặt
Trời là Nemesis. Đối với các sao chổi ngắn hạn, chuyển động của các hành
tinh lớn, đặc biệt là Sao Mộc, hay thậm chí từ một hành tinh chưa được quan
sát là hành tinh X, sẽ dần phá vỡ vành đai Kuiper và gây tụ tập các sao chổi
gần các hành tinh này.
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.
Thiếu liên kết của các vật chất nhẹ, các vật chất nặng có thể dần bị tan rã,
đặc biệt khi có tác động của lực thủy triều từ các hành tinh lớn. 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 9, 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

14
3.2. Sao chổi và sự sống trên các hành tinh
Một số các ngôi sao có hoạt động sao chổi dầy đặc xung quanh và điều đó
có thể đã tiêu diệt sự sống có thể đã nẩy mầm trên một trong các hành tinh
quay xung quanh các ngôi sao đó. Một nghiên cứu đang được tiến hành để
xác định xem số các ngôi sao không thể duy trì sự sống trong các hành tinh
của mình bởi vì sự hoạt động quá mạnh mẽ của các sao chổi , chiếm một tỷ
lệ là bao nhiêu.
Rất nhiều sao chổi trong hệ Mặt trời của chúng ta được phát hiện xuất
phát từ vành đai Kuiper, đó là một đĩa chứa đầy những mảnhh vụn đất đá,
kéo dài từ quỹ đạo của Neptune (30 AU) vươn xa tới gần gấp đôi giá trị
khoảng cách đó. Ở các ngôi sao khác, người ta thấy rằng cũng có một vành
đai Kuiper tương tự bao quanh.
Jane Greaves thuộc ĐHTH St. Adnrew ở Scotland nói:” Các vành đai đó
được cấu tạo từ bụi và mảnh đất đá vỡ ra từ những vụ va chạm giữa các tiểu
hành tinh hoặc sao chổi”
Theo các số liệu của Kính thiên văn vũ trụ Spitzer thì gần 20 phần trăm
những ngôi sao giống và thuộc lân cận Mặt trời có những vành đai vật chất
bao quanh và thậm chí còn dầy dặc hơn vành đai Kuiper của hệ Mặt trời của
chúng ta. Càng nhiều bụi và vụn đất đá có nghĩa là càng nhiều sao chổi,
nhưng liệu điều đó có đồng nghĩa với việc sẽ có càng nhiều những vụ va
chạm huỷ diệt của các tiểu hành tinh hoặc sao chổi khi chúng bắn phá những
hành tinh giống Trái đất đang bay quanh quỹ đạo ở những ngôi sao xa xôi
kia? Đó là câu hỏi đặt ra của các nhà nghiên cứu.
Câu trả lời phụ thuộc vào liệu ở những hệ mặt trời xa lạ đó có tồn tại những
hành tinh khí khổng lồ bay ở vòng ngoài hay không. Thật may là hệ Mặt trời
của chúng ta có những hành tinh khí như vậy
Sao Mộc được biết đã đóng vai trò làm lá chắn cho Trái đất bằng cách làm
chệch hưóng nhiều sao chổi và lái chúng không cho xâm nhập vào khu vực
bên trong của hệ Mặt trời. Tuy nhiên vào năm 2007, các nhà khoa học cũng

3.3 Mối hiểm nguy từ các sao chổi
Không phải lúc nào sao chổi cũng mang vẻ đẹp lung linh trên bầu trời mà
còn tiềm ẩn những nguy cơ đối một khi nó bay gần quỹ đạo trái đất. Ở bất
kỳ một hành tinh nào, sao chổi luôn bị lực hấp dẫn hút vào và những vụ va
chạm giữa trái đất với các thiên thể ngoài vũ trụ là không thể tránh khỏi. Nó
sẽ tạo nên các rung động mạnh trên bề mặt trái đất, thậm chí là tạo thành các
trận động đất, lở tuyết hay các đợt sóng thần cao hàng trăm mét
Theo các nhà khoa học, hằng ngày, trái đất phải hứng chịu hàng chục các
mảnh thiên thạch nhỏ hay bụi từ vũ trụ, nhưng chỉ có những mảnh thiên
thạch lớn như sao chổi mới nguy hiểm đối với trái đất của chúng ta. Tuy
nhiên, các nhà khoa học luôn tính toán để trái đất tránh xa những vụ va chạm
16
như vậy. Một tên lửa đẩy có mang đầu đạn hạt nhân sẽ phá vỡ hoặc làm
chệch quỹ đạo bay của sao chổi.
Ông K.Harpher, thuộc NASA cho biết, mặc dù được cấu tạo từ carbonic,
metan, nước đóng băng, các hợp chất hữu cơ cao phân tử và các khoáng chất
nhưng nguồn gốc của sao chổi lại nằm trong hạt nhân của nó. Hạt nhân sao
chổi gồm những khoáng chất nặng hay chất hữu cơ cao phân tử, bao phủ là
một bề mặt tối đen, có khả năng hấp thụ nhiệt rất mạnh, nhờ thế nó bốc hơi
các khí và tạo thành đám bụi xung quanh, có khi lên đến cả trăm nghìn km,
tạo thành một vệt kéo dài. Nhờ ánh sáng mặt trời mà khi ta nhìn từ trái đất sẽ
thấy nó là một vết sáng giống hình cái chổi. Một điều gây ngạc nhiên nữa
cho giới khoa học là thiên thể này còn phát ra tia X, đó là do sự tương tác
giữa gió mặt trời và sao chổi.
Mặc dù con người không ngừng tìm hiểu về sao chổi nhưng nó vẫn mang
đầy bí ẩn và vẫn là một kỳ quan của tự nhiên, thu hút các nhà khoa học tìm
hiểu, khám phá. Và mỗi một sao chổi hình thành hay mất đi do va chạm với
các thiên thể khác luôn đem đến cho các nhà khoa học những băn khoăn và
cả câu hỏi phải đi tìm lời giải đáp.
17

Mục lục……………………………………………………… 18