Vì sao hành tinh có hình cầu và vòng nhẫn bao quanh?

Lý do hành tinh có hình cầu

Làm thế nào để mọi người biết điều này? Khi ta thả bất cứ thứ gì, lực hấp dẫn sẽ khiến nó rơi trực tiếp về tâm, ít nhất là cho đến khi nó chạm đất. Lực hấp dẫn là lực gây ra bởi hầu hết mọi thứ có khối lượng. Khối lượng là thước đo lượng vật chất có trong mọi thứ. Có thể ở dạng đá, nước, kim loại hay bất cứ thứ gì. Mọi vật chất đều có khối lượng, do đó mọi thứ đều gây ra lực hấp dẫn, trọng lực luôn kéo về phía tâm.

Trái đất và tất cả các hành tinh đều hình tròn vì khi được hình thành, chúng được cấu tạo từ vật chất nóng chảy, cơ bản là chất lỏng rất nóng. Vì lực hấp dẫn luôn hướng tâm nên nó ép các vật mà Trái đất được cấu tạo theo mọi hướng như nhau và tạo thành một quả bóng tròn. Khi nguội, Trái đất trở thành một chất rắn hay giống như một quả bóng tròn hay "hình cầu".

Đám mây khí mà Trái đất được tạo ra từ từ quay theo một hướng quanh trục. Đỉnh và đáy của trục là cực bắc và cực nam của Trái đất. Nếu ai đó từng chơi đu quay thì sẽ thấy, khi quay càng nhanh thì rất khó dừng lại. Xu hướng bị bật ra được gọi là lực ly tâm và đẩy khối lượng trên đường xích đạo ra ngoài. Nó làm cho hành tinh phình ra ở đường Xích đạo.

Theo các nhà khoa học, hình dạng của hành tinh và tốc độ hay hướng mà nó quay phụ thuộc vào điều kiện ban đầu của vật chất mà nó tạo ra. Nói đơn giản hơn, hình dạng của các đối tượng lớn hơn chịu ảnh hưởng nhiều của lực hấp dẫn. Ví dụ, để thoát khỏi trọng lực của Trái đất, người ta cần phải di chuyển với tốc độ 11km/giây hay 40.000km/giờ. Nếu một ngôi sao hay hành tinh có dạng lập phương thay vì tròn, các góc của khối lập phương sẽ nằm cao hơn các phần còn lại. Khi đó, lực hấp dẫn của ngôi sao, hành tinh sẽ phân phối không đều tại các điểm và không còn giữ được trạng thái cân bằng, khiến chúng rơi khỏi quỹ đạo. Thực tế, các ngôi sao và hành tinh không phải là những hình cầu dạng chuẩn, chúng thường hơi phình ở phần đường Xích đạo.

Lý do hành tinh có các vòng nhẫn bao quanh

Ngoài lý do hình tròn thì chính các hành tinh này còn có các vòng nhẫn bao quanh. Ví dụ, một số hành tinh trong hệ Mặt trời có các vòng quay xung quanh như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Trong số này, Sao Thổ được chú ý nhiều nhất vì có nhiều vòng nhẫn bao quanh nhất. Chúng tạo ra hình ảnh tuyệt đẹp nhưng riêng Trái đất lại không có. Theo Scientific American, không sao, vì chúng ta đã có Mặt trăng. Lực hấp dẫn của nó không chỉ là lý do khiến Trái đất có thủy triều, thậm chí là cả lý có sự sống trên Trái đất.

Vậy làm thế nào mà các vòng nhẫn của các hành tinh lại giống nhau? Tờ Universe Today giải thích, trong quá khứ xa xôi, một số tiểu hành tinh có thể đã va chạm vào các thiên thể khác. Các mảnh vỡ không kết tụ lại mà phân tán và bị khóa trong quỹ đạo của một hành tinh khác. Hoặc, lực hấp dẫn của một hành tinh chỉ gom được một tiểu hành tinh đi ngang qua.

Theo Space, mọi vòng nhẫn quay quanh hành tinh đều được tạo ra theo cách nói trên, bất kể có hệ Mặt trời hay không. Có một điều cần lưu ý: 100% khả năng một tiểu hành tinh "va chạm" với một hành tinh như Sao Mộc, mặc dù Sao Mộc được tạo ra từ khí. Điều này xảy ra gần đây là ngày 13/9/2021, theo một nhà thiên văn nghiệp dư ở Brazil đã ghi lại được sự việc.

Theo NASA, không chỉ có một vòng nhẫn phẳng, rộng trên mỗi hành tinh mà con số cũng bất biến. Ví dụ, Sao Hải Vương có tới 5 vòng tròn đầy đủ và 4 "vòng bán nguyệt". Còn theo nghiên cứu mới đây của Đại học Colorado (Mỹ) giới thiên văn học thậm chí còn biết được độ rộng của các vòng nhẫn bao quanh và khoảng cách cách xa hành tinh là bao nhiêu. Ví dụ, vòng nhẫn Leverrier có chiều rộng 15km và cách tâm Sao Hải Vương tới 53.200km. Về vật liệu, những chiếc còn nhẫn được "chế từ" hàng tỷ bit đá và băng, từ kích thước to như một ngôi nhà đến nhỏ như chiếc kính hiển vi...

Theo CNN, không giống hình dạng vĩnh cửu mang tính biểu tượng của một chiếc nhẫn, những chiếc vòng này không tồn tại mãi mãi. Ví dụ, Sao Thổ đang mất dần các vòng nhẫn bao quanh do trọng lực kéo nên người ta dựa đoán, trong vòng 100 triệu năm nữa, những chiếc nhẫn này sẽ biến mất.

Mai Nguyễn (dịch)