Bí ẩn hành tinh lạnh nhất Hệ Mặt trời

Sao Thiên Vương do nhà thiên văn học người Đức William Herschel (1738-1822) tình cờ khám phá khi quan sát bầu trời đêm bằng kính viễn vọng vào năm 1781. Ông cho biết Sao Thiên Vương tối gấp 10 lần những hành tinh khác và gần như không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Sao Thiên Vương cũng là hành tinh duy nhất lấy theo tên từ một vị thần trong thần thoại Hi Lạp (Uranus) thay vì trong thần thoại La Mã.

Về mặt vật lý, khối lượng của Sao Thiên Vương lớn hơn của Trái Đất gần 14,5 lần, tuy nhiên nhẹ nhất trong số các hành tinh khí khổng lồ, bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.

Nhiệt độ khí quyển của Sao Thiên Vương lạnh nhất trong tất cả các hành tinh trong Hệ Mặt trời khi không thấp hơn -224 độ C, trong khi đó phần có nhiệt độ thấp nhất của khí quyển Trái Đất chỉ là -90 độ C.

Nhiều người cho rằng do cách xa Mặt Trời nên Sao Thiên Vương lạnh lẽo, tuy nhiên điều này chưa hẳn chính xác vì Sao Hải Vương mới là hành tinh xa nhất, cách Mặt Trời khoảng 4,5 tỉ km so với 2,88 tỉ km của Sao Thiên Vương.

Thế nhưng, nhiệt độ thấp nhất của khí quyển Sao Hải Vương vào khoảng -217 độ C, tức vẫn không bằng Sao Thiên Vương.

Lý do có thể nằm ở cấu hình độc nhất với trục tự quay của hành tinh nghiêng đến 97,77 độ, tức gần song song với mặt phẳng quỹ đạo trong hệ mặt trời. Trong khi đó, trục quay của Trái Đất chỉ nghiêng khoảng 23,5 độ.

Nhiều giả thuyết cho rằng trục quay của Sao Thiên Vương bị lệch xa như thế là do một tiền hành tinh kích thước gần bằng Trái Đất đã va phải hành tinh này trong giai đoạn hình thành Hệ Mặt trời.

Cú đâm cực mạnh không những làm hành tinh nghiêng hẳn mà còn khiến phần lõi của Sao Thiên Vương mất đi một lượng lớn nhiệt và để lại một cấu trúc gần như chỉ toàn băng và đá.

Tốc độ gió trên Sao Thiên Vương đạt tốc độ khủng khiếp, trong đó những cơn gió ngược chiều quay thường đến 100m/s, cùng chiều quay lên tới 250m/s (khoảng 900km/h). Đây cũng là một trong những lý do khiến hành tinh này không thể giữ nhiệt và trở nên giá lạnh.

Tầng mây của Sao Thiên Vương khá phức tạp bao gồm tầng chứa các chất thành phần dễ bay hơi như nước ở dưới, amoniac, tầng trên chủ yếu chứa khí metan (nguyên nhân tạo nên màu xanh nhạt khi của hành tinh), đồng thời có thể chứa thêm một lượng nhỏ hidrocacbon khác.

Ngoài ra, cũng như Sao Mộc hay Sao Thổ, hidro và heli vẫn là 2 thành phần cơ bản trong cấu tạo của Sao Thiên Vương, lần lượt chiếm 82,5% và 15,2%.

Cũng do độ nghiêng khác hẳn so với những hành tinh còn lại trong Hệ Mặt trời, các mùa ở Sao Thiên Vương cũng rất đặc biệt.

Sao Thiên Vương quay quanh mặt trời một vòng hết 84 năm trên Trái Đất, trong đó 2 cực của hành tinh lần lượt được chiếu sáng 42 năm rồi chìm vào bóng tối 42 năm.

Thiên Vương có 27 vệ tinh tự nhiên được các nhà thiên văn học biết đến. Tên gọi của những vệ tinh được chọn theo tên của các nhân vật trong các tác phẩm của danh hào Shakespeare và Alexander Pope.

Năm vệ tinh lớn nhất là Miranda, Ariel, Umbriel, Titania và Oberon, trong đó Titania và Oberon được William Herschel phát hiện cách đây hàng trăm năm (năm 1787) có bán kính khoảng 788,9km, nhỏ hơn phân nửa bán kính Mặt Trăng của Trái Đất.

Năm 1977, NASA cho phóng tàu thăm dò Voyager 2 với mục tiêu tìm hiểu 4 hành tinh khí trong hệ mặt trời bao gồm Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương trong khoảng thời gian hơn 20 năm.

Năm 1986, Voyager 2 đã lướt qua Sao Thiên Vương, cách những đám mây trên bầu trời hành tinh này khoảng 81.500km.

Voyager 2 đã nghiên cứu cấu trúc và thành phần hóa học trong khí quyển, đồng thời chụp ảnh và quan trắc năm vệ tinh lớn nhất của Sao Thiên Vương. Cũng trong những năm này, Voyager 2 khám phá ra thêm 10 vệ tinh mới của Sao Thiên Vương. 

Cho đến nay, Voyager 2 vẫn là con tàu duy nhất bay qua hành tinh này ở độ cao thấp như vậy.

Hiện nay, các cơ quan hàng không vũ trụ trên thế giới vẫn chưa có kế hoạch sẽ thực hiện một dự án tiếp theo đưa tàu đến Sao Thiên Vương. 

TRỌNG NHÂN/Tuổi trẻ