Trái đất nằm trong thiên hà nào

Nếu nói Trái Đất là ngôi nhà của toàn nhân loại thì Hệ Mặt Trời chính là ngôi nhà của Trái Đất. Những điều kiện trùng hợp và hoàn hảo của Hệ Mặt Trời là yếu tố cốt lõi để thai nghén ra sự sống trên Trái Đất và từ đó hình thành nên loài người. Vậy bạn đã hiểu rõ được bao nhiêu về nơi duy nhất trong phần vũ trụ đã biết hiện nay có chứa sự sống? Hãy cùng tìm hiểu xem Hệ Mặt Trời là gì, nó được hình thành như thế nào và những điều thú vị khác về Hệ Mặt Trời có thể bạn chưa biết.
 

 

Hệ Mặt Trời là gì?

Trước khi đến với khái niệm Hệ Mặt Trời là gì, chúng ta sẽ cần tìm hiểu sơ qua về khái niệm hệ hành tinh. Cụ thể thì hệ hành tinh là một tập hợp của các thiên thể như hành tinh, tiểu hành tinh, hành tinh lùn, vệ tinh tự nhiên,… cùng xoay trong quỹ đạo quanh một ngôi sao hoặc một hệ sao.

Từ khái niệm trên, chúng ta có thể định nghĩa được Hệ Mặt Trời như sau: Hệ Mặt Trời (hay Thái Dương Hệ) là một hệ hành tinh có ngôi sao là Mặt Trời nằm ở khu vực trung tâm và đa số các thiên thể khác (bao gồm Trái Đất) quay xung quanh nó.
 

 

Theo các nhà khoa học tính toán, Hệ Mặt Trời của chúng ta có số "tuổi" vào khoảng 4,568 tỷ năm. Tổng khối lượng cả hệ vào khoảng 1,991645x1030 kilogram (kg). Trong đó Mặt Trời chiếm tới 99,86% khối lượng và các thiên kể kia chiếm khoảng 0,14% phần còn lại (Sao Mộc và Sao Thổ chiếm khoảng 90%, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương chiếm hơn 9%).

Hệ Mặt Trời nằm ở đâu?

Để biết được Hệ Mặt Trời của chúng ta nằm ở đâu, trước hết mời các bạn hãy cùng tìm hiểu về một khái niệm thiên văn khá phổ biến - thiên hà. Thiên hà là một hệ thống lớn có chứa nhiều vật chất khác nhau như sao, hệ sao, tàn dư sao, hành tinh, quần tinh,… được liên kết bằng lựa hấp dẫn. Trong một thiên hà có thể chứa khoảng vài triệu đến hàng nghìn tỷ ngôi sao khác nhau.

Và Mặt Trời của chúng ta là một trong số khoảng 200 - 400 tỷ ngôi sao thuộc thiên hà Milky Way hay còn được biết đến với tên gọi quen thuộc là dải Ngân Hà. Bên cạnh đó, dải Ngân Hà cũng chỉ là một trong số khoảng 2 nghìn tỷ thiên hà thuộc phần vũ trụ con người có thể quan sát được mà thôi.
 

 

Về vị trí của hệ Mặt Trời trong dải Ngân Hà: Dải Ngân Hà là một đĩa thiên hà kiểu xoắn ốc. Nếu nhìn từ vị trí vuông góc với mặt đĩa (hình dưới), dải Ngân Hà sẽ gồm có 6 cánh tay - những cấu trúc hình xoắn ốc - bao gồm Perseus, Norma, Outer, Scutum, Sagittarius và Orion. Hệ Mặt Trời nằm ở mặt trong của Cánh tay Orion, cách trung tâm Ngân Hà khoảng 26.000 năm ánh sáng (khoảng 247 triệu tỷ kilômét) và cách rìa khoảng 14.000 năm ánh sáng (khoảng 133 triệu tỷ kilômét).
 

 

Hệ Mặt Trời được hình thành như thế nào?

Kể từ khi con người nhận thức được sự tồn tại của Hệ Mặt Trời, đã có rất nhiều những giả thuyết được đưa ra nhằm giải thích cho sự hình thành và phát triển của nó. Tuy nhiên hầu hết các giả thuyết này đều còn tồn tại một vài các lỗ hổng và do đó không được chấp nhận nhiều. Hiện nay, giả thuyết “đúng nhiều nhất” giải thích cho sự hình thành của Hệ Mặt Trời là thuyết tinh vân do nhà triết học người Đức Immanuel Kant đề ra, được nhà thiên văn học người Pháp Pierre Simon de Laplace hoàn thiện và áp dụng khá nhiều cho các lý thuyết hiện đại. Thuyết tinh vân có thể hiểu tóm tắt như sau:

► Khi một ngôi sao lớn (gấp nhiều lần so với Mặt Trời) “già” đi và “chết”, nó sẽ tự nổ tung tạo thành một vụ nổ siêu tân tinh và những gì còn sót lại sẽ chỉ là các mảnh tàn dư. Sau hàng tỷ năm, do lực hấp dẫn (lực hút giữa các vật có khối lượng), phần tàn dư này tập hợp lại và liên kết thành một đám mây lớn mà các nhà thiên văn học thường gọi là đám mây phân tử.

► Đám mây phân tử này tự quay quanh trục một cách chậm chạp nhưng tăng tốc dần do sự ảnh hưởng của lực hấp dẫn hướng tâm (lực hấp dẫn hướng thẳng vào tâm vật thể). Lực này cũng khiến cho các vật chất dần tụ tập vào vị trí trung tâm và hình thành một thiên thể dạng cầu - đây chính là Mặt Trời của chúng ta.

► Khối cầu Mặt Trời tiếp tục quay nhanh và một bộ phận vật chất, do được cung cấp đủ lực li tâm (lực hướng ra bên ngoài, ngược lại với lực hướng tâm) sẽ thoát khỏi lực hấp dẫn của mặt trời và tách ra thành các vành vật chất riêng biệt. Trong mỗi vành vật chất này, lực hấp dẫn lại tiếp tục làm chủ để từ đó tập hợp các vật chất hình thành những thiên thể nhỏ hơn - chính là các hành tinh.

► Cũng tương tự như trong quá trình hình thành Mặt Trời, một bộ phận vật chất lại tiếp tục tách ra từ các hành tinh để hình thành vệ tinh. Quá trình này dừng lại khi lực li tâm cung cấp cho vật chất không đủ khả năng khiến chúng thoát khỏi lực hấp dẫn của thiên thể đó.
 

 

Hệ Mặt Trời di chuyển trong không gian như thế nào?

Hiện nay, Hệ Mặt Trời đang di chuyển trong vũ trụ cùng dải Ngân Hà với vận tốc khoảng 600km/s. Bên cạnh đó, dải Ngân Hà và các cánh tay xoắn ốc của nó cũng đang tự quay quanh lõi. Do đó, Hệ Mặt Trời thuộc cánh tay Orion đương nhiên cũng đang xoay quanh lõi của dải Ngân Hà tương tự như cách mà Trái Đất xoay quanh Mặt Trời. Vận tốc quay của Hệ Mặt Trời hiện nay là khoảng 220km/s (gấp hơn 7 lần so với vận tốc quay của Trái Đất quanh Mặt Trời - 30km/s) tuy nhiên thời gian để Hệ Mặt Trời quay đủ một vòng quanh lõi của Ngân Hà lại lên tới khoảng 230 triệu năm thiên văn (1 năm thiên văn là thời gian để Trái Đất quay đủ 1 vòng quanh Mặt Trời).

Có bao nhiêu hành tinh chính trong Hệ Mặt Trời?

Hệ Mặt Trời của chúng ta hiện nay có tất cả là 08 hành tinh chính chia làm 2 nhóm: 04 hành tinh nhỏ ở vòng trong và 04 hành tinh lớn ở vòng ngoài.

► Danh sách 04 hành tinh nhỏ ở vòng trong bao gồm Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa còn được gọi là hành tinh đá do thành phần chủ yếu của chúng là đá và kim loại.

► Danh sách 04 hành tinh lớn ở vòng ngoài bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương còn được gọi là các hành tinh khí do thành phần chủ yếu của chúng là khí. Thực chất trong 04 hành tinh này chỉ có Sao Mộc và Sao Thổ được cấu tạo chủ yếu từ khí helium và khí hydro. Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có thành phần chủ yếu là băng được hình thành từ nước, amoniac và metan. Do đó đôi khi người ta còn gọi chúng là các hành tinh băng.

Trên đây là một số thông tin về Hệ Mặt Trời mà chúng tôi muốn chia sẻ. Hy vọng sau khi đọc xong bài viết này, các bạn đã có thêm một số kiến thức bổ ích về sự hình thành của Hệ Mặt Trời như thế nào cũng như vị trí và sự di chuyển của nó trong vũ trụ. Cảm ơn bạn đã quan tâm theo dõi bài viết!

Thiên hà là một nhóm các vật thể thiên văn bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn. Nếu nghĩ đến các hành tinh và vệ tinh tự nhiên của chúng, sao chổi và tiểu hành tinh, các ngôi sao và tàn dư của sao (chẳng hạn như sao neutron hoặc sao lùn trắng), khí giữa các vì sao giữa chúng, bụi vũ trụ và tia vũ trụ, vật chất tối ... Tất cả những loại vật thể này đều được kết hợp với nhau bởi lực hấp dẫn giữ chúng hút nhau để tạo thành một hệ thống. Hệ thống đó - được gọi là thiên hà, và thiên hà chứa Trái Đất của chúng ta gọi là Dải Ngân Hà.

Còn vũ trụ rộng lớn chính là nơi trú ngụ của các thiên hà. Các nhà khoa học đã ước tính được số lượng thiên hà khác nhau dựa vào dữ liệu được thu thập bởi các loại kính viễn vọng và tàu thăm dò không gian liên hành tinh, chẳng hạn như Kính viễn vọng Hubble của NASA và tàu vũ trụ New Horizon của NASA. Vào năm 2020, họ tính toán rằng có khoảng hai nghìn tỷ thiên hà trong vũ trụ có thể quan sát được.

Và cũng giống như chúng ta hình dung, không phải tất cả các thiên hà đều giống nhau, thậm chí là rất khác nhau. Những quan sát thiên văn đã nhận ra một số loại thiên hà theo hình dáng trực quan của chúng. Hệ thống phân loại hình thái thiên hà này, được gọi là chuỗi Hubble, hoặc Hubble Tuning Fork, được phát minh bởi nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble vào năm 1926, nó được xem là một phần quan trọng trong nghiên cứu về sự tiến hóa của thiên hà.

Sự phân loại thiên hà chủ yếu dựa trên hình dạng của chúng, nó được chia đại khái thành thiên hà elip và thiên hà xoắn ốc. Hubble đưa ra các con số của các thiên hà elip từ 0 đến 7, với các thiên hà E0 có hình dạng gần như tròn và E7 rất kéo dài và có hình elip.  Còn các thiên hà xoắn ốc được gắn với các chữ cái từ "a" đến "c", với các thiên hà "Sa" có vẻ bị quấn chặt hơn và các thiên hà "Sc" bị quấn lỏng hơn. Đến lượt nó, các thiên hà xoắn ốc lại được chia  nhỏ hơn nữa thành xoắn ốc bình thường và xoắn ốc có thanh (theo thứ tự Ba, Bb, Bc... trong tên gọi), với các thiên hà xoắn ốc có thanh chứa một thanh ngôi sao chạy qua chỗ phình trung tâm. 

 

Loại thiên hà dạng thấu kính, được ký hiệu là S0, đại diện cho sự chuyển tiếp giữa hình elip và hình xoắn ốc. Hubble cũng phát hiện ra rằng một số thiên hà không phù hợp với hệ thống phân loại này - chúng có hình dạng kỳ lạ, rất nhỏ hoặc rất lớn, v.v. Đây được gọi là những thiên hà không đều.

Hệ thống Hubble sau đó được mở rộng bởi Gérard de Vaucouleurs, đây là nhà khoa học đã lập luận rằng các vòng  và  thấu kính  cũng là những thành phần cấu trúc quan trọng của các thiên hà xoắn ốc. Hệ thống của De Vaucouleurs giữ nguyên sự phân chia cơ bản của Hubble về các thiên hà nhưng giới thiệu một hệ thống phân loại phức tạp hơn cho các thiên hà xoắn ốc dựa trên sự hiện diện và các loại thanh, vòng và nhánh xoắn ốc. 

Sau đây là những đặc điểm cụ thể hơn của các loại thiên hà 

Các thiên hà hình elip là phong phú nhất trong vũ trụ. Chúng có hình cầu hoặc hình bầu dục. Chúng không hoạt động nhiều vì không có nhiều khí cũng như bụi vũ trụ để hình thành các ngôi sao mới. Do đó, các thiên hà hình elip hầu hết được tạo thành từ các ngôi sao già có khối lượng thấp, và chúng không sáng như các loại thiên hà khác. Thiên hà elip cũng  có xu hướng chứa ít khí và bụi hơn các thiên hà xoắn ốc, có nghĩa là ít ngôi sao được sinh ra hơn và các ngôi sao hiện có có xu hướng già hơn, phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn. Hệ thống thiên hà này sáng hơn ở vùng trung tâm, nơi có mật độ sao lớn hơn và có thể chứa lỗ đen siêu lớn. Theo dự đoán, lỗ đen này cung cấp cho các thiên hà hình elip một lực hấp dẫn cần thiết để giữ cho hệ thống có sự liên kết chặt chẽ hơn.

Xét về số lượng ước tính, các thiên hà hình elip chiếm khoảng một phần ba tổng số các thiên hà đã biết và từ 10-27% các thiên hà trong Siêu chòm thiên hà Virgo, một tập trung khối lượng của các thiên hà bao gồm Cụm sao Xử Nữ và nhóm Sao địa phương, hai nhóm thiên hà chứa thiên hà Milky Way (ngôi nhà to của Trái Đất) và thiên hà Andromeda, một trong những "hàng xóm" gần nhất của chúng ta.

 

Thiên hà elip chia làm 2 loại nhỏ hơn dựa vào kích thước của chúng: 

- Các thiên hà hình elip khổng lồ, có thể chứa tới một nghìn tỷ ngôi sao và trải dài hai triệu năm ánh sáng. Để đi qua dải thiên hà này từ đầu đến cuối, bạn sẽ phải di chuyển liên tục trong một triệu năm với tốc độ ánh sáng. Các nhà thiên văn học tin rằng các thiên hà elip khổng lồ được hình thành do sự hợp nhất hoặc va chạm với các thiên hà elip khác. Theo nghiên cứu của nhà Daniel P. Whitmire, các thiên hà hình elip khổng lồ đã từng tồn tại với kích thước nhỏ hơn. Ở giai đoạn này, chúng có thể đã phát ra liều lượng bức xạ gây chết người cho các hành tinh trẻ bên trong chúng. Vì thế, giả thuyết của ông là các thiên hà hình elip khổng lồ không có khả năng chứa các hành tinh tiềm năng có thể sinh sống được.

- Các thiên hà elip lùn nhỏ có kích thước nhỏ hơn nhiều so với các thiên hà elip điển hình nhưng chúng lại phổ biến hơn các thiên hà elip khổng lồ. Chúng thường chứa rất ít khí và có rất ít bằng chứng về  sự hình thành sao gần đây. Một trong những thiên hà elip lùn được biết đến nhiều nhất là Thiên hà elip lùn Nhân mã, rộng khoảng 10.000 năm ánh sáng và là một thiên hà vệ tinh quay xung quanh ở khoảng cách khoảng 50.000 năm ánh sáng từ trung tâm của Dải Ngân hà.

Các thiên hà xoắn ốc được cho là có tần suất lặp lại nhiều nhất trong vũ trụ, chiếm khoảng 60% số lượng các thiên hà. Hình dạng của chúng là xoắn ốc đặc trưng, bao gồm một đĩa phẳng với các ngôi sao xung quanh, bụi vũ trụ và khí giữa các vì sao, chúng quay xung quanh một chỗ phình trung tâm được tạo thành từ các ngôi sao cũ hơn, mờ hơn. Chỗ phình được cho là chứa một lỗ đen siêu lớn.

 

Đĩa của các ngôi sao quay xung quanh chỗ phình tách thách các nhánh bao quanh thiên hà. Các nhánh xoắn ốc này chứa vô số khí và bụi và các ngôi sao trẻ hơn tỏa sáng rực rỡ trước khi tàn lụi thường xuyên. Ngoài ra, chỗ phình này cũng được bao quanh bởi một quầng thiên hà được tạo thành từ những ngôi sao già hơn, mờ hơn, trải rộng qua một số cụm sao.

Khoa học vẫn chưa hiểu đầy đủ về quá trình tạo ra và duy trì các nhánh xoắn ốc. Những thiên hà này có cách quay khác biệt - mọi thứ quay quanh cùng một tốc độ, vì vậy thời gian cần để hoàn thành một vòng quay hoàn toàn tăng lên theo khoảng cách từ trung tâm. Chính điều này cũng gây ra bất kỳ sự xáo trộn nào trong đĩa xoay thành dạng xoắn ốc. Và nếu đây là quá trình duy nhất liên quan đến việc tạo ra vòng xoắn, chúng ta có thể sẽ thấy các thiên hà với một số lượng lớn các nhánh xoắn ốc quấn chặt, tuy nhiên, hầu hết các thiên hà xoắn ốc có từ hai đến bốn nhánh chính.

Theo các nhà khoa học, dạng  xoắn ốc cũng bị ảnh hưởng bởi các sóng mật độ, truyền qua đĩa và khiến các ngôi sao và khí "chất thành đống" ở đỉnh.  Thiên hà của chúng ta - Dải Ngân Hà - gồm 4 nhánh xoắn ốc. Hai nhánh chính được gọi là Scutum-Centaurus và Perseus và hai nhánh phụ tên là Norma và Sagittarius. Nó cũng có một số nhánh được tạo thành từ các mảnh vỡ của các nhánh chính. Mặt trời nằm ở một trong những nhánh này ngoài cánh tay Nhân mã, được gọi là Orion Spur. 

 

Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn là những thiên hà xoắn ốc trong đó các "cánh tay" không kéo dài hết mức về tâm mà kết nối với các đầu của một trung tâm hình vạch được tạo bởi các ngôi sao trẻ và sáng. Theo một nghiên cứu của NASA vào năm 2008, các thanh này hình thành khi quỹ đạo của các ngôi sao trong một thiên hà xoắn ốc chuyển hướng khỏi đường đi của chúng sau một quá trình mất ổn định, thường liên quan đến tuổi và sự tiến hóa của thiên hà.

Những ngôi sao bị ảnh hưởng trong các vòng xoắn ốc thường bắt đầu mô tả một quỹ đạo dài hơn của trung tâm thiên hà, và vì thế nó trông giống như là một thanh được kéo dài ra. Cấu trúc thanh này dẫn luồng khí giữa các vì sao tới trung tâm của thiên hà xoắn ốc, cung cấp năng lượng cho sự hình thành sao. Khoảng 1 nửa số lượng thiên hà xoắn ốc đã biết có những thanh này, Dải Ngân Hà của chúng ta cũng được xếp vào dạng thiên hà xoắn ốc có thanh chắn. 

 

Các thiên hà dạng thấu kính thường là trung gian, mang đặc điểm của các thiên hà elip và thiên hà xoắn ốc. Sở dĩ chúng được gọi là "thấu kính" vì chúng có hình dạng như một thấu kính, giống với các thiên hà xoắn ốc ở chỗ chúng đặc điểm phình ra và một đĩa phẳng bao quanh chúng. Tuy nhiên, các nhánh xoắn ốc của chúng không được xác định rõ ràng nên không có dạng hình xoắn ốc.

Sự hình thành của các thiên hà dạng thấu kính vẫn chưa được hiểu một cách tường tận. Có giả thuyết cho rằng cá thiên hà dạng thấu kính từng là các thiên hà xoắn ốc đã “già đi” và tiêu thụ phần lớn khí và bụi vũ trụ của chúng. Trên thực tế, các thiên hà dạng này không tạo ra một số lượng sao mới quan trọng vì chúng đã hết vật chất và điều kiện cần thiết để làm như vậy. Kết quả là chúng được tạo nên từ hầu hết các ngôi sao cũ, giống như các thiên hà hình elip. Một giải thuyết khác cũng đáng chú ý là các thiên hà dạng thấu kính được hình thành khi hai thiên hà xoắn ốc va vào nhau.

Những thiên hà vô định hình hay còn gọi là thiên hà bất thường có những hình dạng khác lạ, chúng  có thể có một số ít đặc điểm giống với các loại thiên hà nói trên, những không ở trong bất kỳ danh mục nào đã được phân loại của Hubble. Chúng thiếu các nhánh xoắn ốc và một chỗ phình của các thiên hà hạt nhât, nhìn chung chúng có xu hướng rất hỗn loạn. Một số nhà thiên văn học tin rằng các thiên hà bất thường này ban đầu có thể là thiên hà hình elip hoặc xoắn ốc bị thay đổi cấu trúc, do sự hợp nhất hoặc tương tác với các thiên hà khác.

 

Điều này có khả năng cao xảy ra với Magellanic Clouds, hai thiên hà lùn không đều quay quanh Dải Ngân hà và có lẽ đã bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của nó, khiến chúng biến dạng thành hình dạng bất thường hiện tại. Nhiều thiên hà vô định hình có vẻ đã hình thành trước so với thiên hà xoắn ốc nhưng lại tạo sao sau thiên hà elip, khiến một số nhà thiên văn đưa ra giả thuyết rằng các thiên hà vô định hình này có thể đang ở giai đoạn "trung gian".

Các thiên hà vô hình này cũng có thể được phân loại thành loại Irr I và Irr II, không có bất kỳ loại cấu trúc nào dễ nhận biết, ngoài ra còn có các thiên hà dIrr (lùn và vô định hình). Các thiên hà vô định hình thường có kích thước nhỏ nhất trong các loại thiên hà, và chúng có thể chứa nhiều khí và bụi vũ trụ, cũng như cả các ngôi sao già và trẻ.

 

Hay còn gọi là thiên hà kỳ dị, là những thiên hà không phù hợp với bất kỳ phân loại nào khác của sơ đồ phân loại Hubble vì chúng khác thường về hình dạng, kích thước hoặc thành phần. Chúng được cho là được hình thành do sự va chạm của hai hoặc nhiều thiên hà do lực hấp dẫn liên tục tương tác với nhau. Đây cũng là lý do tại sao nhiều thiên hà bất thường cũng được gọi là thiên hà tương tác, với hình dạng cực kỳ khác thường, tốc độ hình thành sao cao và nhiều hơn một hạt nhân trung tâm đang hoạt động.

Một trong những thiên hà bất thường nổi tiếng nhất là Thiên hà Antennae, chúng đang tương tác với nhau trong chòm sao Corvus, dự kiến sẽ va chạm hoàn toàn để hợp nhất trong khoảng 400 triệu năm nữa.

>>> Vũ trụ có co hẹp lại được không?

Nguồn interesting