Sao Thổ là hành tinh có hệ thống vành đai (planetary system) rộng nhất trong Hệ Mặt Trời. Những vành đai của Sao Thổ chứa vô số các phần tử có kích thước từ vài micromet đến hàng met, tạo ra những tảng lớn quay xung quanh Sao Thổ. Vậy vành đai Sao Thổ có gì đặc biệt?
Sao Thổ là hành tinh có hệ thống vành đai (planetary system) rộng nhất trong Hệ Mặt Trời. Những vành đai của Sao Thổ chứa vô số các phần tử có kích thước từ vài micromet đến hàng met, tạo ra những tảng lớn quay xung quanh Sao Thổ. Các phần tử này hầu hết được cấu tạo từ băng và một số bụi cùng các chất khác.
Mặc dù ánh sáng tán xạ của các vành đai làm tăng độ sáng của Sao Thổ nhưng chúng không thể nhìn thấy được bằng mắt thường từ Trái Đất. Năm 1610, khi Galileo Galilei lần đầu tiên đã hướng kính thiên văn lên bầu trời, ông đã trở thành người đầu tiên quan sát thấy các vành đai của Sao Thổ, mặc dù ông không thể nhìn thấy chúng đủ rõ để nhận ra chúng là cái gì. Năm 1655, Christiaan Huygen là người đầu tiên mô tả chúng là một cái đĩa quay quanh Sao Thổ.[1] Mặc dù nhiều người nghĩ rằng hệ thống vành đai của Sao Thổ được cấu tạo từ hàng loạt các vành đai hợp lại (theo tư tưởng của Laplace),[1] nhưng những khoảng trống thực sự khá ít ỏi. Chính xác hơn là tưởng tượng các vành đai là một cái đĩa hình khuyên với mật độ và độ sáng lớn nhất và nhỏ nhất đồng tâm với nhau.[chưa có nguồn] Nếu xét trên thang đo các tảng đá lớn thì các vành đai có rất nhiều khoảng trống.
Có vài khoảng trống trong các vành đai: hai trong số đó được mở ra bằng hai mặt trăng đã biết nằm trong đó, và các khoảng trống khác nằm trong vùng không ổn định do các mặt trăng khác của Sao Thổ gây ra. Các khoảng trống khác vẫn chưa giải thích được. Mặt khác, sự cộng hưởng ổn định là nguyên nhân cho tuổi thọ của vài vành đai, ví dụ như Ringlet Titan và Vành đai G.
Toàn bộ vành đai, được chụ khi Sao Thổ che khuất Mặt Trời từ điểm của tàu thăm dò Cassini vào 15/12/2006 (độ sáng đã được phóng đai trong tấm hình này). “Dấu chấm màu trắng xanh” nằm ở vị trí khoáng 1 giờ, nằm ngoài những vành đai chính và bên trong vành đai G là Trái Đất.
Lịch sử
Những vành đai này lần đầu tiên được quan sát bởi Galileo Galilei vào năm 1610 bằng kính thiên văn của ông, nhưng ông không thể nhận ra chúng là cái gì. Ông viết thư cho Duke ở Tuscany rằng “Sao Thổ không hề cô độc, nó là tổ hợp của ba hành tinh, chúng hầu như chạm vào nhau và không hề di chuyển hay thay đổi so với nhau. Chúng xếp thành một hàng trên đường hoàng đạo, và hành tinh ở giữa (Sao Mộc) lớn gấp gần ba lần hai hành tinh còn lại [cạnh của các vành đai].” Ông cũng mô tả rằng Sao Mộc có “tai.” Năm 1612, mặt phẳng của các vành đai này hướng về phía Trái Đất và các vành đai biến mất. Hoang mang, Galileo thắc mắc, “Sao Thổ đã nuốt những đứa con của mình rồi sao?”, điều này dựa theo truyện thần thoại rằng thần Saturn đã ăn con của mình để ngăn chúng phản lại ông ta.[2] Sau đó, năm 1613, chúng lại xuất hiện trở lại và làm Galileo bối rối hơn nữa.[3]
Chân dung Galileo do Sustermans vẽ.
Năm 1655, Christiaan Huygens trở thành người đầu tiên cho rằng Sao Thổ được bao quanh bởi một vành đai. Sử dụng một chiếc kính viễn vọng tốt hơn nhiều so với của Galieo, Huygens đã quan sát Sao Thổ và viết rằng “Nó [Sao Thổ] được bao bọc bởi một vành đai hẹp, mỏng, không chạm vào thứ gì và nghiêng so với đường hoàng đạo.”[3]
Năm 1675, Giovanni Domenico Cassini mô tả vành đai của Sao Thổ được cấu tạo từ rất nhiều vành đai nhỏ hơn với những khoảng trống giữa chúng; khoảng trống lớn nhất sau này được đạt tên là Vùng Cassini (Cassini Division). Khu vực này rộng 4800 km và nằm giữa Vành đai A (A Ring) và Vành đai B (B Ring). [4]
Năm 1787 , Pierre-Simon Laplace cho rằng những vành đai này được cấu thành bởi nhiều ringlet (tạm dịch: vành đai nhỏ).[1]
Năm 1859, James Clerk Maxwell cho rằng những vành đai này có thể không rằng hoặc chúng có thể trở nên không ổn định và vỡ tan ra. Ông đề xuất rằng những vành đai này có thể cấu tạo tử vô số phần tử nhỏ và độc lập.[5] Giả thuyết của Maxwell đã được chứng minh là chính xác vào năm 1895 bằng các nghiên cứu quang phổ của vành đai do James Keeler ở Đài quan sát Lick thực hiện.
Trích dẫn
1# ^ a b c “Historical Background of Saturn’s Rings”. https://www.solarviews.com/eng/saturnbg.htm. Retrieved on 2006-03-08.
2# ^ Rao, Joe (2003). “NightSky Friday: See Saturn closest to Earth in 30 Years”. space.com. https://www.space.com/spacewatch/satu…de_031205.html. Retrieved on 2007-07-28.
3# ^ a b Baalke, Ron. “Historical Background of Saturn’s Rings”. Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996. Jet Propulsion Laboratory. https://www2.jpl.nasa.gov/saturn/back.html. Retrieved on 2007-05-23.
4# ^ Miner, Ellis D.; Wessen, Randii R., and Cuzzi, Jeffrey N. (2007), “The scientific significance of planetary ring systems”, Planetary Ring Systems, Springer Praxis Books in Space Exploration, Praxis, pp. 1–16, doi:10.1007/978-0-387-73981-6_1, ISBN 978-0-387-34177-4
Trịnh Khắc Duy – PAC
Bình luận