Ngày nay vật lý thiên văn được coi là một trong những ngành khoa học gây tranh cãi và phát triển nhất. Nếu sự thật cổ điển và học thuật chiếm ưu thế trong vật lý và toán học, chúng đã trở thành những khẳng định và tiên đề, trong thiên văn học, các nhà khoa học liên tục phải đối phó với một cái gì đó mới, chứng minh điều ngược lại cho những khẳng định chắc chắn. Những tiến bộ kỹ thuật hiện tại cho phép cộng đồng khoa học tiến hành nghiên cứu và khám phá không gian chi tiết hơn, do đó, ngày càng thường xuyên hơn trong các tình huống khoa học hiện đại phát sinh tương tự như xung quanh Sao Diêm Vương.
Kể từ năm 1930, kể từ khi được phát hiện, trong một thời gian, Sao Diêm Vương được coi là một hành tinh đầy đủ, có số sê-ri thứ chín. Tuy nhiên, thiên thể không ở trong tình trạng như vậy trong một thời gian dài - chỉ 76 năm. Năm 2006, Sao Diêm Vương đã bị loại khỏi danh sách các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, chuyển sang loại hành tinh lùn. Bước này về phía cộng đồng khoa học đã phá vỡ quan điểm cổ điển về hệ mặt trời, trở thành tiền lệ trong khoa học hiện đại. Lý do nào để khoa học hiện đại đưa ra quyết định triệt để như vậy và chúng ta có thể đối mặt với điều gì vào ngày mai, trong khi tiếp tục nghiên cứu không gian gần?
Các đặc điểm chính của hành tinh lùn mới
Để đi đến quyết định chuyển hành tinh thứ chín vào loại hành tinh lùn, loài người phải mất một ít thời gian. Thời gian 76 năm, thậm chí theo tiêu chuẩn trần gian, được coi là đủ ngắn để những thay đổi đáng kể có thể xảy ra trong phòng thí nghiệm vật lý thiên văn. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ trong những năm qua đã đặt ra nghi ngờ về thực tế dường như không thể chối cãi liệu Pluto có phải là một hành tinh hay không.
Thậm chí 15-20 năm trước trong tất cả các sách giáo khoa về thiên văn học, trong tất cả các cung thiên văn, Sao Diêm Vương được nói đến như một hành tinh đầy đủ của Hệ Mặt Trời. Ngày nay, thiên thể này bị hạ bậc và được coi là một hành tinh lùn. Sự khác biệt giữa hai loại này là gì? Sao Diêm Vương thiếu gì để được coi là một hành tinh đầy đủ?
Kích thước của hành tinh cũ thực sự rất nhỏ. Kích thước của Sao Diêm Vương bằng 18% Trái đất, 2360 km so với 12742 km. Tuy nhiên, ngay cả với kích thước nhỏ như vậy, Sao Diêm Vương có vị thế của một hành tinh. Tình huống này có vẻ hơi bất thường vì thực tế là có khá nhiều vệ tinh tự nhiên trong hệ mặt trời có kích thước lớn hơn nhiều. Tại sao chỉ có các vệ tinh khổng lồ của Sao Mộc và Sao Thổ - Ganymede và Titan - kích thước của chúng vượt xa cả Sao Thủy. Xét về các thông số vật lý của nó, Sao Diêm Vương thậm chí còn thua kém cả Mặt trăng của chúng ta, có đường kính là 3.474 km. Hóa ra kích thước của một thiên thể trong vật lý thiên văn không phải lúc nào cũng là tiêu chí chính để xác định trạng thái của nó.
Kích thước nhỏ của Sao Diêm Vương không ngăn cản các nhà thiên văn học về mặt lý thuyết nhận ra sự hiện diện của nó trong một thời gian dài. Rất lâu trước khi phát hiện ra, thiên thể này mang một cái tên khiêm tốn - Hành tinh X. Năm 1930, nhà thiên văn học người Mỹ Clyde Tombo đã phát hiện ra một cách trực quan rằng ngôi sao mà anh ta đang ngắm trên bầu trời đêm đang di chuyển trên quỹ đạo hành tinh của chính nó. Sau đó, các nhà khoa học cho rằng hành tinh thứ chín của Hệ Mặt trời, có quỹ đạo là ranh giới của Hệ Mặt trời, nằm trước chúng. Cộng đồng khoa học không bị nhầm lẫn bởi kích thước của thiên thể mới được phát hiện, hoặc các thông số quỹ đạo của nó. Trên hết, hành tinh mới đã được đặt một cái tên vững chắc - Sao Diêm Vương, được đặt để vinh danh vị thần Hy Lạp cổ đại, người cai trị thế giới ngầm. Khoảng cách từ Mặt trời đến hành tinh thứ chín là 5,9 tỷ km. Các thông số này sau đó đã được sử dụng trong một thời gian dài để xác định quy mô của hệ mặt trời của chúng ta.
Người phát hiện ra hành tinh không có khả năng kỹ thuật để nhìn sâu hơn vào không gian và đặt mọi thứ vào vị trí của nó. Vào thời điểm đó, các nhà vật lý thiên văn có kiến thức và thông tin hạn chế về các khu vực biên giới trong hệ mặt trời của chúng ta. Họ không biết không gian gần kết thúc ở đâu và không gian bên ngoài vô tận bắt đầu.
Tại sao Sao Diêm Vương không phải là một hành tinh?
Mặc dù thực tế rằng hành tinh thứ chín trước đây có kích thước rất nhỏ, nó được coi là thiên thể lớn cuối cùng và duy nhất nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Sự xuất hiện của các kính viễn vọng quang học mạnh hơn trong nửa sau của thế kỷ 20 đã thay đổi hoàn toàn khái niệm về không gian bên ngoài xung quanh hệ sao của chúng ta. Ngoài việc các nhà khoa học tìm được vệ tinh tự nhiên của riêng họ trong Sao Diêm Vương, tình trạng của hành tinh thứ chín đã bị lung lay.
Lý do chính cho sự thay đổi thái độ của các nhà khoa học đối với một hành tinh nhỏ là sự phát hiện ở khoảng cách 55 AU. từ các cụm mặt trời lớn của các thiên thể có kích cỡ khác nhau. Khu vực này mở rộng ngay lập tức ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương và được gọi là vành đai Kuiper. Sau đó, trong khu vực không gian này, nhiều vật thể có đường kính lớn hơn 100 km đã được tìm thấy và trong thành phần của chúng tương tự như Sao Diêm Vương. Hóa ra một hành tinh nhỏ chỉ là một trong nhiều thiên thể quay trong một vòng tròn chặt chẽ như vậy. Đây là lập luận chính ủng hộ thực tế rằng Sao Diêm Vương không phải là thiên thể lớn cuối cùng được tìm thấy ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Dấu hiệu đầu tiên là việc phát hiện ra một hành tinh nhỏ Makemake vào năm 2005 trong vành đai Kuiper. Đằng sau cô cùng năm, các nhà vật lý thiên văn đã phát hiện ra ba thiên thể lớn hơn trong vành đai Kuiper, nơi nhận được trạng thái của các vật thể xuyên sao Hải Vương - Haumea và Sedna. Về kích thước, chúng hơi thua kém Sao Diêm Vương.
Năm 2005 là một bước ngoặt đối với các nhà vật lý thiên văn. Việc phát hiện ra nhiều vật thể ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương đã cho các nhà khoa học một lý do để tin rằng Sao Diêm Vương không phải là thiên thể lớn duy nhất. Có lẽ trong khu vực này của hệ mặt trời có những vật thể tương tự hoặc lớn hơn hành tinh thứ chín. Nhận được thông tin chính xác về Eris, chấm dứt tranh chấp về số phận của Sao Diêm Vương. Hóa ra Eris không chỉ lớn hơn đĩa hành tinh của Sao Diêm Vương (2600 km so với 2360 km), mà còn có khối lượng đầy đủ hơn một phần tư.
Sự sẵn có của thông tin như vậy dẫn đến việc cộng đồng khoa học phải khẩn trương tìm cách thoát khỏi tình trạng này. Tại các hội nghị quốc tế giữa các nhà khoa học và nhà chiêm tinh, những trận chiến thực sự đã diễn ra vào dịp này. Sau những bài phát biểu đầu tiên của các nhà khoa học và nhà chiêm tinh, rõ ràng Sao Diêm Vương không thể được gọi là một hành tinh. Họ đã tích lũy rất nhiều tài liệu ủng hộ thực tế là trong vành đai Kuiper, cùng với Sao Diêm Vương, có những vật thể khác có các thông số và đặc điểm vật lý thiên văn tương tự. Những người ủng hộ việc sửa đổi khái niệm cấu trúc cổ điển của hệ mặt trời đưa ra giả định rằng tất cả các vật thể xuyên sao Hải Vương nên được tạo thành một lớp thiên thể riêng biệt của hệ mặt trời. Theo khái niệm này, Sao Diêm Vương trở thành một vật thể xuyên sao Hải Vương bình thường, hoàn toàn mất đi vị thế là hành tinh thứ chín trong hệ sao của chúng ta.
Điểm trong vấn đề này được đặt ra bởi các thành viên của Liên minh Thiên văn Quốc tế, những người đã gặp ở Prague cho Đại hội đồng XXVI. Theo quyết định của Đại hội đồng, Sao Diêm Vương đã bị tước bỏ địa vị của hành tinh. Trên hết, một định nghĩa mới đã xuất hiện trong thiên văn học: các hành tinh lùn là các thiên thể đáp ứng các tiêu chí nhất định. Họ gán cho Pluto, Eridu, Makemake và Haumeu và tiểu hành tinh lớn nhất - Ceres.
Người ta tin rằng Sao Diêm Vương, không giống như các thiên thể lớn khác, không đáp ứng một trong bốn tiêu chí theo đó một thiên thể có thể được phân loại là một hành tinh. Đối với hành tinh thứ chín trước đây được đặc trưng bởi các tính năng sau:
- sự hiện diện của một khối lượng đủ lớn;
- Sao Diêm Vương không phải là vệ tinh và có bốn vệ tinh tự nhiên;
- thiên thể có quỹ đạo riêng, trong đó Sao Diêm Vương tạo nên một cuộc cách mạng quanh Mặt trời.
Tiêu chí thứ tư cuối cùng, cho phép phân loại Sao Diêm Vương là một hành tinh, không có trong trường hợp này. Cả trước và sau thiên thể đều không thể dọn sạch không gian quỹ đạo xung quanh nó. Đây là lập luận chính ủng hộ thực tế rằng Sao Diêm Vương hiện là một hành tinh lùn, một thiên thể có địa vị hoàn toàn khác.
Để hỗ trợ cho khái niệm này, một phiên bản của sự hình thành hành tinh được đưa ra, khi nó trở thành vật thể chi phối trong một quỹ đạo cụ thể, khiến tất cả các cơ thể khác phải chịu lực hấp dẫn của chính nó. Sau đó, một thiên thể lớn phải nuốt vật thể nhỏ hơn hoặc đẩy chúng vượt quá giới hạn trọng lực của chính nó. Đánh giá về kích thước và khối lượng của Sao Diêm Vương, không có gì giống như vậy xảy ra với hành tinh cũ. Một hành tinh nhỏ có khối lượng chỉ bằng 0,07 khối lượng của tất cả các vật thể không gian có trong vành đai Kuiper.
Dữ liệu cơ bản về Sao Diêm Vương
Trong quá khứ, khi Sao Diêm Vương là thành viên đầy đủ của câu lạc bộ các hành tinh, nó được tính trong số các hành tinh trên mặt đất. Không giống như những người khổng lồ khí Jupiter, Saturn, Uranus và Sao Hải Vương, hành tinh cũ có bề mặt rắn. Mãi đến năm 2018, khi tàu thăm dò không gian New Horizons bay 12 nghìn km từ vị thần dưới lòng đất, để kiểm tra bề mặt của vật thể xa nhất của Hệ Mặt trời từ cự ly gần. Với sự trợ giúp của đầu dò tự động này, một người đầu tiên nhìn thấy bề mặt của một hành tinh lùn một cách chi tiết và có thể mô tả ngắn gọn về thiên thể này.
Một hành tinh nhỏ, có thể nhìn thấy trên bầu trời với một dấu sao hầu như không đáng chú ý, chạy quanh Mặt trời trong vòng 249 năm. Khi perihelion, Sao Diêm Vương tiếp cận nó ở khoảng cách 29-30 AU, trong khi ở aphelion, một hành tinh lùn bị loại bỏ ở khoảng cách 50-55 AU. Mặc dù có khoảng cách lớn như vậy, nhưng Sao Diêm Vương, không giống như các nước láng giềng là Hải vương tinh và Thiên vương tinh, mở cửa cho nghiên cứu về thế giới băng giá. Đứa trẻ quay quanh trục của chính nó với tốc độ 6 ngày và 9 giờ, mặc dù tốc độ quỹ đạo của nó khá nhỏ - chỉ 4,6 km / s. Để so sánh, tốc độ quỹ đạo của Sao Thủy là 48 km / s.
Diện tích của hành tinh là 17,7 triệu mét vuông. cây số Hầu như toàn bộ diện tích bề mặt của đĩa hành tinh đều có sẵn để xem và đại diện cho vương quốc của băng và lạnh vĩnh cửu. Người ta cho rằng Sao Diêm Vương bao gồm đá nước đóng băng, nitơ và đá silicat. Nói cách khác, nó là một khối băng khổng lồ, mật độ của nó là 1.860 ± 0,013 g / cm3. Nhiệt độ trung bình trên hành tinh là cực kỳ: - 223 độ C dưới không. Trường hấp dẫn yếu và mật độ thấp dẫn đến thực tế là trên Sao Diêm Vương, giá trị tối thiểu của gia tốc trọng trường là 0,617 m / s2.
Đánh giá qua các bức ảnh, có sao và núi trên Sao Diêm Vương, độ cao của nó có thể đạt 3-3,5 km. Ngoài bề mặt rắn, Sao Diêm Vương còn có bầu không khí riêng. Trường hấp dẫn yếu không cho phép hành tinh có một lớp khí không khí mở rộng. Độ dày của lớp khí xen kẽ chỉ 60 km. Đây chủ yếu là các khí bốc hơi từ bề mặt băng giá của Sao Diêm Vương dưới tác động của bức xạ cực tím cứng.
Những khám phá mới từ cuộc sống của Sao Diêm Vương
Ngoài tất cả các thông tin có sẵn về Sao Diêm Vương, gần đây đã tìm cách phát hiện bầu khí quyển và trên vệ tinh của Charon - Sao Diêm Vương. Vệ tinh này nhỏ hơn một chút so với hành tinh chính và các nhà khoa học có ý tưởng riêng về việc này.
Thực tế sau là khá tò mò. Có một phiên bản rằng Sao Diêm Vương và Charon là một hành tinh đôi điển hình. Đây là trường hợp duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, nơi thiên thể của mẹ và vệ tinh của nó có nhiều cách tương tự nhau. Cho dù điều này là như vậy - thời gian sẽ hiển thị, trong khi loài người tiếp tục thu thập những sự thật thú vị về Vành đai Kuiper, nơi, cùng với Sao Diêm Vương, vẫn còn nhiều vật thể không gian thú vị.
