Barycenter – Khối tâm

Khối tâm là một khái niệm rất quan trọng trong lĩnh vực thiên văn, vật lý thiên văn và các lĩnh vực tương tự. Vậy khối tâm là gì? Ta có thể tìm thấy khối tâm ở đâu trong vũ trụ?

Khối tâm là điểm nằm giữa hai vật thể mà ở đó chúng cân bằng lẫn nhau. Ví dụ, nó là tâm trọng lực của hai hay nhiều thiên thể quay quanh lẫn nhau. Khi một mặt trăng quay quanh một hành tinh, hay một hành tinh quay quanh một ngôi sao, cả hai thiên thể thực ra đang quay quanh một điểm nằm cách tâm của thiên thể lớn hơn một đoạn. Ví dụ, Mặt Trăng không quay quanh tâm của Trái Đất mà quay quanh một điểm nằm cách tâm Trái Đất (nhưng lại nằm duới bề mặt của Trái Đất) và ở đó hai khối lượng cân bằng lẫn nhau. Khối tâm là một tâm của quỹ đạo elip của mỗi thiên thể. Khái niệm này rất quan trọng trong lĩnh vực thiên văn, vật lý thiên văn và các lĩnh vực tương tự.

Công thức

{tex}dpi{150}r_1=a*\frac{m_2}{m_1+m_2}{/tex}

Trong đó a là khoảng cách 2 thiên thể, m₁, m₂ là khối lượng 2 thiên thể và r₁ là bán kính trục lớn của thiên thể thứ nhất.

Một vài ví dụ với khối luợng tính theo khối luợng Trái Đất, a, r, R là khoảng cách 2 thiên thể, độ dài bán kính trục lớn của thiên thể thứ nhất và R là bán kính thiên thể thứ nhất, tính theo km

• Trái Đất = 1, Mặt Trăng = 0.0123, a = 384.000, r = 4.670, R = 6.380, r/R = 0,732
  Trái Đất có độ đảo khá rõ ràng.

• Sao Diêm Vương = 0,0021, Charon = 0,000254, a = 19.600, r = 2.110, R = 1.150, r/R = 1.83
  Cả hai thiên thể quay quanh một khối tâm rõ rang và truớc năm 2006 nhiều người coi chúng là một hành tinh đôi.

• Mặt Trời = 333.000, Trái Đất = 1, a = 150.000.000, r = 449, R = 696.000, r/R = 0,000646
  Mặt Trời đảo khá ít.

• Mặt Trời = 333.000, Sao Mộc = 318, a = 778.000.000, r = 742.000 R = 696,000, r/R = 1.07
  Mặt Trời đảo quanh khối tâm ngay trên bề mặt của mình.

Hình minh họa

Hai thiên thể cùng khối lượng đang quay quanh khối tâm. Hệ này tương tự hệ sao đôi 90 Antiope

Hai thiên thể khác khối lượng quay quanh khối tâm, tương tự hệ Sao Diêm Vương-Charon

Hai thiên thể có khối lương khác nhau lớn quay quanh khối tâm, tương tự hệ Trái Đất-Mặt Trăng

Hai thiên thể có độ chênh lệch khối lượng cực lớn quay quanh nhau, tương tự hệ Mặt Trời-Trái Đất

Hai thiên thể cùng khối lượng quay quanh nhau với quỹ đạo elip, quỹ đạo phổ biến trong các hệ sao nhị phân

Trịnh Khắc Duy-PAC