Hệ Mặt Trời của chúng ta là một vũ trụ thu nhỏ với 8 hành tinh quay quanh Mặt Trời. Điều kỳ diệu là tất cả các hành tinh này đều chuyển động trên một mặt phẳng chung, được gọi là mặt phẳng hoàng đạo. Vậy điều gì đã tạo nên sự đồng đều này trong vũ trụ bao la? Hãy cùng khám phá bí ẩn này.
Sự Hình Thành Hệ Mặt Trời: Nguồn Gốc của Mặt Phẳng Hoàng Đạo
Khoảng 4,5 tỷ năm trước, hệ Mặt Trời chỉ là một đám mây bụi và khí khổng lồ xoay tròn. Theo nhà thiên văn học Neer Hangi tại Đại học Hawaii, đám mây này có chiều ngang lên đến 12.000 đơn vị thiên văn, tức gấp 12.000 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời. Dưới tác động của trọng lực, đám mây khổng lồ này bắt đầu sụp đổ và co lại. Quá trình sụp đổ kéo theo sự quay tròn, khiến đám mây dần dẹt lại, hình thành một cấu trúc tương tự chiếc đĩa đang xoay.
Ở trung tâm chiếc đĩa này, áp suất và nhiệt độ tăng lên đáng kể, tạo điều kiện cho các nguyên tử hydro và heli hợp nhất, khởi động phản ứng hạt nhân và khai sinh ra Mặt Trời. Trong 50 triệu năm tiếp theo, Mặt Trời tiếp tục thu hút khí và bụi từ môi trường xung quanh, tạo ra bức xạ và nhiệt độ cao, dọn sạch không gian xung quanh.
Đĩa Tiền Hành Tinh: Sân Khấu Cho Sự Ra Đời Của Các Hành Tinh
Khi Mặt Trời phát triển, đám mây tiếp tục sụp đổ và tạo thành một đĩa vật chất xoay quanh ngôi sao trẻ. Đĩa tiền hành tinh này ngày càng phẳng hơn, mở rộng ra hàng trăm đơn vị thiên văn và chỉ dày bằng một phần nhỏ khoảng cách đó. Trong hàng chục triệu năm sau, các hạt bụi và khí trong đĩa tiền hành tinh va chạm và dính lại, tạo thành các khối vật chất lớn hơn.
Cuối cùng, hầu hết các khối vật chất này liên kết với nhau để tạo thành các vật thể khổng lồ, một số trong đó có đủ lực hấp dẫn để tự định hình thành các hình cầu như hành tinh, hành tinh lùn và mặt trăng. Các vật thể nhỏ hơn như tiểu hành tinh, sao chổi và một số mặt trăng nhỏ lại có hình dạng bất thường. Tuy nhiên, dù có kích thước và hình dạng khác nhau, chúng vẫn quay trên cùng một mặt phẳng, nơi chúng đã hình thành. Đây chính là lý do tại sao các hành tinh của Hệ Mặt Trời quay trên cùng một mặt phẳng.
Tại Sao Các Thiên Thể Lại Có Hình Cầu?
Trong không gian bao la, các thiên thể đa dạng về kích thước và khối lượng, nhưng lại có chung một đặc điểm: hình cầu. Nguyên nhân chính là do trọng lực. Lực hấp dẫn luôn hướng về tâm, tạo ra hiệu ứng làm tròn. Khi một hành tinh hoặc mặt trăng tích lũy đủ khối lượng, lực hấp dẫn của nó sẽ kéo nó thành hình cầu.
Các vật thể vũ trụ hình thành từ những hạt bụi nhỏ xíu chuyển động trong những đám mây bụi hình cầu khổng lồ sau vụ nổ Big Bang. Khi các hạt bụi va chạm đủ nhẹ, chúng sẽ hợp nhất và tạo ra hiệu ứng “quả cầu tuyết”. Hành tinh càng tích lũy nhiều khối lượng thì lực hấp dẫn của nó càng lớn, hút thêm nhiều vật chất hơn cho đến khi đạt trạng thái cân bằng. Trạng thái này, trong đó mọi điểm càng gần tâm nhất có thể, chỉ có thể đạt được trong không gian khi hình dạng của vật thể là hình cầu.
Tuy nhiên, không phải mọi hành tinh đều là hình cầu hoàn hảo. Lực ly tâm do sự quay của hành tinh quanh trục khiến các hành tinh phình ra ở đường xích đạo. Các hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc và Sao Thổ phình ra rõ rệt ở xích đạo do tốc độ quay nhanh. Ngay cả Trái Đất cũng có một chỗ phình nhỏ. Sao Thủy và Sao Kim là những hình cầu gần như hoàn hảo vì chúng là các hành tinh đá quay chậm. Các hành tinh băng cũng có xu hướng tròn đều vì lớp băng được phân bố đồng đều.
Ngược lại, các tiểu hành tinh và sao chổi không có đủ lực hấp dẫn để tự tạo hình cầu, và do đó chúng có hình dạng bất thường do các va chạm. Chỉ có khoảng 20 trong số gần 300 mặt trăng được biết đến trong Hệ Mặt Trời có hình dạng tròn, số còn lại có hình dạng bất thường.
Kết luận
Sự đồng đều trong chuyển động của các hành tinh trên cùng một mặt phẳng là kết quả của quá trình hình thành hệ Mặt Trời từ một đám mây bụi và khí khổng lồ. Lực hấp dẫn và sự quay tròn đã định hình nên cấu trúc đĩa tiền hành tinh, và từ đó hình thành nên các hành tinh quen thuộc. Hình dạng cầu của các hành tinh cũng là một minh chứng cho sức mạnh của trọng lực trong vũ trụ.
Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có thêm những kiến thức thú vị về sự hình thành và vận động của các hành tinh trong hệ Mặt Trời, cũng như hiểu rõ hơn về những quy luật vật lý chi phối vũ trụ bao la.