Hải Vương tinh

CHINH PHỤC KHÔNG GIAN J JJ Josepha osephaosepha osepha Sherman Sherman Sherman Sherman HẢI VƯƠNG TINH T TT Tr rr rần Nghiêm dịch Hải Vương tinh Josepha Sherman Trần Nghiêm dịch 1 Khám phá kép 2 2 Voyager 2 10 3 Các vệ tinh và các vành kì lạ của Hải Vương tinh 17 4 Các đặc điểm vật lí của Hải Vương tinh 26 Tra cứu nhanh về Hải Vương tinh 37 Thuật ngữ 38 Hải Vương tinh 1 Hải Vương tinh 2 1 Khám phá kép Đến cuối thế kỉ thứ 18, mọi người đều tin rằng Hệ Mặt trời chỉ có sáu hành tinh. Sau đó, Thiên Vương tinh được William Herschel khám phá ra vào năm 1781. Với sự khám phá ra hành tinh thứ bảy này, các nhà thiên văn học trở nên hiếu kì hơn bao giờ hết. Rốt cuộc thì còn có cái gì nằm ngoài kia nữa không? Nhà thiên văn học kiêm thầy tu Nhà thiên văn học đầu tiên dự đoán sự tồn tại của hành tinh thứ tám là nhà thiên văn học người Pháp, Alexis Bouvard. Bouvard có thiên bẩm hiếm có đối với một nhà khoa học. Ông sinh năm 1767 ở miền quê nước Pháp, không hề qua trường lớpnào , và được nuôi dạy thành một thầy tu. Tuy nhiên, ông yêu thích khoa học đến mức ông đã rời nhà lên Paris khi ông còn là một thiếu niên. Thời gian ở Paris – ông nhận làm bất cứ công việc gì để kiếm sống – ông tự mình tìm hiểu toán học. Bouvard thông minh đến mức ông sớm trở thành phụ tá cho một nhà thiên văn học khác, Pierre Laplace. Vào thập niên 1820, Bouvard đang làm việc với tư cách nhà thiên văn và nhà toán học. Ông để ý thấy quỹ đạo của Thiên Vương tinh xung quanh Mặt trời biểu hiện một số chuyển động kì lạ. Bouvard nghĩ sự “chao đảo” đó phải có nguyên do là lực hấp dẫn của một vật thể khác hút lấy Thiên Vương tinh. Tuy nhiên, Bouvard không phải là người khám phá ra hành tinh thứ tám đang gây ra các chuyển động trong quỹ đạo của Thiên Vương tinh. Hải Vương tinh 3 JOHN COUCH ADAMS John Couch Adams sinh năm 1819 tại Cornwall, Anh quốc. Adams rất giỏi toán và nhanh chóng bị thiên văn học thu hút. Năm 1841, Adams lần đầu tiên đọc được các tính toán của Bouvard về quỹ đạo của Thiên Vương tinh. Các phép tính đó gây ấn tượng mạnh đối với ông, và ông quyết định khám phá xem cái gì đang ảnh hưởng đến quỹ đạo của Thiên Vương tinh. Ngày 3 tháng 7 năm 1841, ông đã viết một đoạn ghi chú như sau, “Hình thành một thiết kế nghiên cứu, càng sớm càng tốt các bất thường trong chuyển động của Thiên Vương tinh để tìm hiểu xem có thể quy chúng là do sự tác động của một hành tinh chưa phát hiện ra nằm ngoài nó hay không”. Từ đó về sau, Adams dành hết thời gian rỗi của mình nghiên cứu các phép tính chứng minh cho lí thuyết của ông. Tháng 9 năm 1845, ông đã có bằng chứng toán học của riêng mình cho một hành tinh mới. Thật không may, Adams ngần ngại nên đã không công bố các kết quả của ông trước công chúng. Thay vào đó, ông đã gửi các bài viết của mình đến cho nhà thiên văn học hàng đầu của nước Anh, ngài George Biddell Airy. Nhưng Airy hoàn toàn bỏ qua các kết quả của Adams. Nguyên do tại sao ông ta làm như vậy vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà sử học. Hải Vương tinh 4 Có khả năng vì Airy quá bận với công việc nghiên cứu của mình, hoặc có lẽ ông không nhìn thấy tầm quan trọng của các phép tính của Adams. Vì Airy không quan tâm đến các kết quả của Adams, cho nên chẳng ai khác ở nước Anh thời kì ấy có bất kì nỗ lực thật sự nào nhằm tìm kiếm xem có một hành tinh thứ tám hay không. URBAIN J. J. LE VERRIER Urbain Jean Joseph Le Verrier chào đời tại tỉnh Normandy, nước Pháp, vào năm 1811. Le Verrier là một sinh viên nghiêm túc và thông minh, và bị cuốn hút bởi mọi ngành khoa học. Năm 1837, ông đang là một nhà thiên văn học. Vì mối nhân duyên với toán học, ông đã hăm hở lao vào tìm lời giải cho những phương trình phức tạp nhất. Le Verrier tìm thấy các sai sót trong nhiều phép tính liên quan đến hành tinh và đã sáng tạo ra các phương pháp tính toán quỹ đạo hiệu quả hơn. Ngày 10 tháng 9 năm 1839, ông đã gửi một bài báo đến Viện Hàn lâm Khoa học với tựa đề “Sur les variation seculaires des orbites planetaires” (“Về các biến thiên bình thường của quỹ đạo hành tinh). Le Verrier tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện các phép tính của ông, nhưng ông còn bị hấp dẫn bởi sự chuyển động của các sao chổi và bắt đầu nghiên cứu chúng cùng quỹ đạo của chúng. Năm 1845, ở tuổi 44, Le Verrier đã khẳng định được vị thế của mình là một nhà phân tích kì tài của các bài toán thiên văn học. Hải Vương tinh 5 Ngay khi để ý thấy chuyển động kì lạ của quỹ đạo Thiên Vương tinh, Le Verrier đã bắt tay vào nghiên cứu đi tìm hành tinh thứ tám. Ông không hề nhìn thấy công trình của John Adams và ông không biết Adams cũng đang tìm kiếm một hành tinh thứ tám. Le Verrier không có cách nào biết được rằng các phép tính của ông hầu như giống hệt các phép tính của Adams. Nhưng không giống như Adams, Le Verrier không ngại ngùng trước công chúng. Le Verrier chắc chắn rằng mọi người biết đến các phép tính của ông. Vào ngày 1 tháng 6 năm 1846, ông đã cho công bố bài phân tích hoàn chỉnh của mình, “Recherches sur les mouvements d’Uranus,” hay “Nghiên cứu về chuyển động của Thiên Vương tinh”, tại cuộc họp báo của Viện Hàn lâm Khoa học. Hải Vương tinh 6 Cuộc tranh luận về hành tinh thứ tám Trở lại nước Anh, Airy đã nghe nói tới các phép tính cùng sự công bố rộng rãi của Le Verrier. Ngay sau đó, Airy nhận thấy các kết quả của Le Verrier rất giống với công trình của John Adams. Hai nước Anh và Pháp vốn là hai đối thủ kình địch nhau, hơn thua nhau trong hàng thế kỉ. Thật tự nhiên, Airy không muốn nước Pháp nhận lấy vinh quang là đã khám phá ra hành tinh thứ tám. Tháng 7 năm 1846, ông tổ chức một cuộc họp với nhà thiên văn James Challis, người đứng đầu Đài thiên văn Cambridge. Airy đề nghị Challis dùng kính thiên văn của đài tìm kiếm hành tinh thứ tám, “với hi vọng cứu nguy cho vấn đề hầu như đã không còn hi vọng gì nữa”. Một cuộc tìm kiếm điên rồ đã diễn ra sau đó. Adams tiếp tục các tính toán của ông, nhưng các phép tính mới của ông không chính xác. Vì Challis không có bản đồ sao cập nhật mới, cho nên ông thường tìm ở mảng trời không đúng. Ngày nay, các nhà sử học biết rằng Challis thật sự nhìn thấy Hải Vương tinh hai lần – vào ngày 8 và 12 tháng 8 – nhưng do các trục trặc với bản đồ sao cũ kĩ và các tính toán sai lầm của Adams, nên ông nghĩ ông chỉ nhìn thấy một ngôi sao nào khác. Trong khi đó, ở Pháp, Le Verrier cũng gặp trục trặc. Sau khi công bố rộng rãi các kết quả của mình, ông thật sự thất vọng vì chẳng tìm ra nhà thiên văn học người Pháp nào có hứng thú để chứng minh chúng. Sau đó, ông đã gửi các tính toán của mình cho một nhà khoa học bạn bè, người mà ông đang trao đổi các bài báo khoa học. Nhà khoa học đó là nhà thiên văn người Đức Johann Gottfried Galle làm việc tại Đài thiên văn Berlin. Galle nhận được thư và bài báo của Le Verrier vào ngày 23 tháng 9 năm 1846. Ngay trong hôm đó, Galle lao vào làm việc luôn. Sử dụng các tính toán của Le Verrier và làm việc với kính thiên văn và bản đồ sao của đài thiên văn trên, Galle đã tìm thấy hành tinh thứ tám chỉ sau một giờ tìm kiếm. Ngày 25 tháng 9, Galle viết thư cho Le Verrier: “Hành tinh có vị trí như anh tính toán thật sự có tồn tại”. Hải Vương tinh 7 Cuộc chiến ngôn từ Khám phá của Galle đã khơi ngòi một cuộc khẩu chiến giữa các nhà khoa học người Anh và người Pháp. Các thành viên của Hội Thiên văn học Hoàng gia Anh thì ủng hộ Adams, nói rằng ông là người đầu tiên tính ra hành tinh trên nằm ở chỗ nào. Trong khi đó, ở Pháp, các nhà khoa học cáu tiết lên. Một người Anh không tên tuổi, họ nói, đã giành lấy vinh quang mà Le Verrier đáng được hưởng. Các tờ báo Pháp đã chộp lấy câu chuyện trên và biến nó thành vấn đề mang tính quốc gia. Cuối cùng, Adams không muốn sinh thêm rắc rối nữa. Trong một bài báo mà ông đọc trước Hội Thiên văn học Hoàng gia vào tháng 11 năm 1846, ông nói “Tôi kể ra đây những ngày tháng này chỉ để chứng tỏ rằng các kết quả của tôi có được một cách độc lập, và có trước sự công bố kết quả của [ngài] Le Verrier, chứ không nhằm mục đích gây rắc rối cho sự khẳng định vinh quang của ông ta về khám phá trên”. Adams bổ sung thêm rằng chẳng nghi ngờ gì nữa chuyện Le Verrier đã công bố nghiên cứu của ông ta trước và những kết quả công bố đó đã đưa đến việc Galle thật sự khám phá ra hành tinh mới. Một khi sự thật đã phơi bày, các nhà thiên văn bắt đầu thống nhất với nhau rằng hai nhà thiên văn trên đã độc lập nhau giúp xác định vị trí của hành tinh mới, và họ đáng được tôn vinh như nhau. Thoạt đầu, các nhà thiên văn người Pháp muốn đặt tên cho hành tinh mới là “Le Verrier”, nhưng các thành viên ôn hòa của cộng đồng khoa học đã bỏ phiếu hạ cái tên đó xuống. Đã đủ thời gian Hải Vương tinh 8 gây rắc rối cho các bạn khoa học người Anh của họ rồi. Thay vào đó, mọi người đặt tên cho hành tinh mới là Hải Vương tinh (Neptune), tên vị thần biển cả của người La Mã. Vinh quang muộn đến với Adams Mặc dù việc ông khám phá ra Hải Vương tinh ban đầu bị bỏ qua, nhưng Adams không bị cộng đồng khoa học bỏ quên. Năm 1866, công trình của ông đã được tôn vinh khi ông giành được phần thưởng cao quý nhất trong giới thiên văn học Anh quốc – Huy chương Vàng của Hội Thiên văn học Hoàng gia. Ngày nay, vành ngoài của Hải Vương tinh và một miệng hố mặt trăng được đặt theo tên Adams. Còn có một tiểu hành tinh mang tên 1996 Adams. Giải thưởng Adams vẫn được trường Đại học Cambridge trao hàng năm, tôn vinh công trình khoa học của ông. [...]... 365 ngày Ch y u là nitrogen và oxygen C u t o bên trong c a H i Vương tinh Tám hành tinh trong H M t tr i có th chia thành các hành tinh a c u, hay hành tinh á, và các hành tinh khí Trái t, Th y tinh, Kim tinh và H a tinh là các hành tinh nhóm a c u M c tinh, Th tinh, Thiên Vương tinh và H i Vương tinh là các hành tinh khí kh ng l H i Vương dư ng như có c u t o g m hydrogen, methane, ammonia, và nư... Voyager 2 H i Vương tinh 16 17 H i Vương tinh 3 Các v tinh và các vành kì l c a H i Vương tinh M ts c i m c a H i Vương tinh, như các v tinh và các vành c a nó, th t kì l và bí n H i Vương tinh có m t s v tinh r t l , a ch ng lo i t kh ng l n bé tí Còn có m t s trư ng h p bí n c a các vành bi n m t c a H i Vương tinh Trong khi Voyager 2 ã cung c p cho các nhà khoa h c m t s manh m i v H i Vương tinh, thì... v H i Vương tinh k t năm 1989 Các v tinh c a H i Vương tinh Triton Triton có kích c l n n m c có th xem nó m t hành tinh v y V i ư ng kính 2706 km, nó là v tinh l n nh t c a H i Vương tinh Triton quay m i vòng xung quanh H i Vương tinh ch m t có 6 ngày Trái t Triton có qu o gi t lùi, nghĩa là nó chuy n ng xung quanh H i Vương tinh theo chi u ngư c v i hư ng qu o c a hành tinh trên a s các v tinh khác,... i Vương tinh 25 26 H i Vương tinh 4 Các đ c đi m v t lí c a H i Vương tinh “H i Vương tinh th t l lùng”, phát bi u c a Craig Agnor, m t nhà khoa h c t i trư ng i h c California, Santa Cruz i v i nhi u ngư i, nói như th có v là hơi nh nhàng M c dù là m t hành tinh khí kh ng l , gi ng như m t s hành tinh khác, nhưng H i Vương tinh r t khác v i b y hành tinh còn l i trong H M t tr i c a chúng ta H i Vương. .. cách H i Vương tinh 22 t km Laomedeia cùng kích c v i Sao nhưng cách H i Vương tinh 23 t km Psamathe ch r ng 38 km, và xa H i Vương tinh ch ng 46 t km Neso là v tinh xa nh t và r ng kho ng 60 km Nó n m xa H i Vương tinh 49 t km Gi ng như nh ng c i m khác c a H i Vương tinh, nh ng v tinh này th t không bình thư ng Hai trong s nh ng v tinh nh bé, kì l này quay theo chi u thu n bình thư ng, còn ba v tinh. .. hình nh c a th i ti t ang bi n i nhanh chóng c a H i Vương tinh H i Vương tinh 29 30 H i Vương tinh So sánh H i Vương tinh và Trái đ t H i Vương tinh Kho ng cách n M t tr i t trung bình 4,46 t km 149,6 tri u km 49.493 km ư ng kính Nhi t Trái 12.756 km - 210oC 15oC dài năm 165 năm Trái t dài ngày 17,24 gi 24 gi S v tinh 13 1 Thành ph n c a hành tinh Hydrogen, methane, Ch y u là kim lo i và á ammonia,... t khó nói v tinh nào là v tinh nào vì kho ng cách xa và kích thư c nh c a các v tinh Th i gian chúng quay tr n vòng xung quanh H i Vương tinh bi n thiên t 5 n 25 năm i u ó cho th y nh ng v tinh bé nh này u là tàn tích còn th a l i c a m t v tinh l n ã b b t gi và xé to c ra b i l c h p d n c a Triton i u ó lí gi i nguyên do vì sao ba v tinh “quay ngư c” quanh H i Vương tinh 23 H i Vương tinh Các vành... là m t d u hi u cho th y H i Vương tinh có các mùa khác nhau, gi ng như nh ng hành tinh khác v y Tuy nhiên, không gi ng như các mùa trên Trái t, các mùa trên H i vương tinh kéo dài hàng th p k ch không ph i hàng tháng 34 H i Vương tinh S s ng trên H i Vương tinh Th t khó cho các nhà khoa h c bi t ư c trên H i Vương tinh có t n t i s s ng hay không Nhi t l nh l o c a hành tinh cùng b u khí quy n methane... r ng H i Vương tinh ch có 8 v tinh i u ó úng cho n năm 2004, khi nhà thiên văn Matthew Holman cùng các nhà khoa h c t i Trung tâm Thiên văn V t lí tìm ra 5 v tinh n a M i v tinh có b ngang ch ng 32 n 48 km, và quay tròn xung H i Vương tinh quanh hành tinh bên ngoài qu o c a Nereid C năm v tinh n th n bi n trong th n tho i Hi L p 22 u mang tên Halimede có b ngang 61 km và n m cách H i Vương tinh g n... Thiên Vương tinh và H i Vương tinh trư c khi phi thuy n r i H M t tr i c a chúng ta i thám hi m vũ tr bên ngoài Voyager 2 là phi thuy n u tiên n vi ng H i Vương tinh Voyager 2 chuy n ng t c 67 000 km/h, nhanh hơn b t kì phi thuy n có ngư i lái nào Tuy nhiên, kho ng cách n H i Vương tinh quá l n nên phi thuy n v n ph i m t 12 năm m i t i ư c hành tinh trên Năm 1989, Voyager ã ti p c n H i Vương tinh