Sao Thủy

Sao Thủy hay Thủy Tinh là hành tinh gần Mặt Trời nhất và cũng là hành tinh nhỏ nhất trong Thái Dương Hệ (chỉ lớn hơn hành tinh lùn (dwarf planet) Sao Diêm Vương). Sao Thủy không có một vệ tinh tự nhiên nào. Độ sáng biểu kiến của Sao Thủy thay đổi từ −2,0 đến 5,5, nhưng vì quá gần Mặt Trời nên sự quan sát hành tinh này qua viễn vọng kính hay qua các kỹ thuật khác rất khó khăn và ít khi thực hiện được.

Tên tiếng Việt của hành tinh này theo tên do Trung Quốc đặt, chọn dựa theo nguyên tố thủy của Ngũ Hành; chữ Nho viết là 水星. Các văn hóa Tây phương đặt tên hành tinh này dựa vào tên thần Mercury, vị thần của thương mại và liên lạc trong thần thoại La Mã; trong thần thoại Hy Lạp tên của vị thần này là Hermes (Ερμής).

Sao Thủy có một cấu tạo gồm 70% kim loại và 30% chất silicat. Sắt chiếm một tỉ lệ rất lớn trong cấu tạo kim loại của Sao Thủy – tỉ lệ cao nhất trong các hành tinh của Thái Dương Hệ. Ở giữa tâm của Sao Thủy là một lõi hình cầu bằng sắt chiếm 42% thể tích của hành tinh và tạo ra từ trường cho hành tinh này, bằng khoảng 1% của Trái Đất. Phần đất và đá ở phía trên của lõi dầy vào khoảng 600 km.

Trước thế kỷ 5 trước Công nguyên, các nhà thiên văn học Hy Lạp cổ đại cho rằng hành tinh này là hai thiên thể khác nhau: một thấy được lúc bình minh mà họ gọi là Apollo, và một thấy được vào hoàng hôn mà họ gọi là Hermes.

Nhiệt độ và ánh sáng từ Mặt Trời

Nhiệt độ trung bình tại bề mặt của Sao Thủy là 440°K, thay đổi từ 90°K đến 700°K. Đây là một sự khác biệt hơn 600°K, trong khi sự khác biệt tại Trái Đất chỉ khoảng 50°K. Sự khác biệt về nhiệt độ trên Sao Thủy rất lớn vì chu kỳ quay quanh trục của hành tinh này rất dài – hơn 58 ngày của Trái Đất – và một bầu khí quyển rất mỏng.

1. Vỏ dày 100–200 km 2. Lõi dày 600 km 3. Nhân bán kính 1,800 km

Trung bình một mét vuông trên Sao Thủy nhận 9 lần ánh sáng Mặt Trời nhiều hơn một mét vuông trên Trái Đất.

Khí quyển

Sao Thủy có một bầu khí quyển cực mỏng, mỏng đến nỗi Sao Thủy được coi như một hành tinh không có không khí. Các phần tử chính của bầu khí quyển là: kali, natri và dưỡng khí (ôxy).

Với một khối lượng quá nhỏ, Sao Thủy không đủ sức bảo tồn bầu khí quyển của nó – các nguyên tử trong bầu khí quyển liên tục bị mất vào trong không gian vì sức hút của trọng lực quá yếu. May thay, những nguyên tử đó được thay thế bằng các nguyên tử khác đến từ sự bức xạ của Mặt Trời, sự bốc hơi của các phần tử nằm trong băng đá hay lòng đất và từ các thiên thạch hay vệ tinh nhỏ khi đập vào Sao Thủy.

Bề mặt

Bề mặt của Sao Thủy có rất nhiều hố to nhỏ và lởm chởm như bề mặt của Mặt Trăng. Hố được chụp hình rõ nhất là Caloris Basin, được tạo ra khi một thiên thạch từ ngoài không gian đập vào Sao Thủy, với đường kính khoảng 1350 km và một rặng núi cao gần 2 km ở chung quanh. Sao Thủy còn có những rãnh sâu, nhìn từ xa giống như những vết cào, hình thành hàng triệu năm trước đây khi lõi của hành tinh nguội, co lại và tạo nên những nếp nhăn ở lớp đất phía trên.

Ảnh Radar Cực bắc Sao Thủy

Bề mặt một vùng của Sao Thủy

Bề mặt của Sao Thủy có thể chia ra làm 7 vùng địa lý chính sau đây:

• Những vùng có nhiều hố
• Những vùng có độ phản chiếu ánh sáng khác nhau
• Những rặng núi
• Những gò núi đứng một mình
• Những bình nguyên phẳng
• Những rãnh sâu
• Những thung lũng

Quỹ đạo và vận tốc quay

Quỹ đạo của Sao Thủy là một hình elip rất hẹp, bán kính của trục chính là 70 triệu km trong khi bán kính của trục phụ chỉ có 46 triệu km. Vận tốc quỹ đạo của Sao Thủy rất cao vì ảnh hưởng trọng lực của Mặt Trời. Sao Thủy quay một vòng chung quanh Mặt Trời vào khoảng 88 ngày – một năm Sao Thủy, do đó, dài bằng 88 ngày của Trái Đất. Vận tốc quỹ đạo của Sao Thủy thay đổi từ 39 km/s đến 59 km/s. Chỗ nhanh nhất là đỉnh gần Mặt Trời của quỹ đạo – còn gọi là cận điểm – và chỗ chậm nhất là đỉnh xa Mặt Trời của quỹ đạo – còn gọi là viễn điểm.

Trục quay của Sao Thủy gần như thẳng đứng đối với mặt phẳng của quỹ đạo. Mãi đến năm 1965 các nhà khoa học, dùng radar, mới khám phá ra Sao Thủy tự quay chung quanh chính mình với một vận tốc quay quanh trục là 58,6 ngày cho mỗi vòng – một ngày Sao Thủy, do đó, dài hơn 58 ngày của Trái Đất. Nói một cách dễ hiểu là 2 năm Sao Thủy bao gồm 3 ngày Sao Thủy, hay một ngày Sao Thủy dài bằng 2/3 của một năm Sao Thủy.

Với một ngày dài như vậy, một quan sát viên đứng trên Sao Thủy, nếu chọn đúng chỗ, có thể nhìn thấy sự thay đổi của vận tốc quỹ đạo. Khi Sao Thủy tiến đến gần cận điểm thì vận tốc quỹ đạo nhanh hẳn lên và làm cho Mặt Trời có vẻ mọc chậm hẳn lại; lúc vận tốc quỹ đạo nhanh bằng đúng vận tốc quay, Mặt Trời có vẻ đứng tại một chỗ; lúc vận tốc quỹ đạo cao hơn vận tốc quay, Mặt Trời có vẻ chạy ngược trở lại rồi lặn xuống hướng đông. Khi sao Thủy qua khỏi cận điểm thì vận tốc quỹ đạo từ từ chậm lại, Mặt Trời, do đó, mọc trở lại và tiếp tục đi qua hướng tây.

Quỹ đạo của Sao Thủy (màu vàng)	Quỹ đạo của Sao Thủy nhìn ngang và nhìn xiên 10

Các chương trình thám hiểm Sao Thủy

Cho đến nay chỉ có Mariner 10, do NASA phóng lên vào tháng 11 năm 1973 và đến phạm vi của Sao Thủy vào tháng 3 năm 1974, là tàu vũ trụ độc nhất thám hiểm hành tinh này. Do đó, chỉ vào khoảng 45% bề mặt của Sao Thủy được khám phá.

Mariner 10	Tàu Messenger và Sao Thủy

Hiện nay (2005), đang trên đường đến Sao Thủy là Tàu vũ trụ Messenger. Theo dự định thì Messenger sẽ đến phạm vi của sao Thủy vào đầu năm 2011. Trong một năm bay quanh hành tinh cấu tạo từ kim loại nặng này, Messenger có nhiệm vụ lập bản đồ bề mặt của sao Thủy và tìm kiếm dấu hiệu của nước trong các miệng hố nằm ở đầu cực bị khuất trong bóng tối, nghiên cứu bề mặt đá rắn, tầng khí quyển loãng và tầng nhân nóng chảy của sao Thủy. Messenger được trang bị camera, quang phổ kế để xác định thành phần hoá chất, máy đo từ trường để thám sát trường từ và thiết bị đo độ cao để vẽ lại địa hình sao Thủy.

Theo Wikipedia