Sự tàn lụi của sao chổi trong khí quyển mặt trời

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm
Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này

Sao chổi

Sao chổi là một thiên thể có kích thước nhỏ với chiều ngang từ vài trăm mét đến hàng chục ngàn km và bao gồm băng, bụi, các phần tử cát sỏi (các khoáng chất). Khi sao chổi ở gần mặt trời có thể quan sát được đầu và (có khi) cả đuôi. Hình thái của sao chổi quan sát được do bức xạ mặt trời và gió mặt trời. Thời cổ xưa, sao chổi được coi như điềm xấu mỗi khi chúng xuất hiện. Đa phần sao chổi có quỹ đạo rất dẹt và một số sao chổi có viễn điểm quỹ đạo xa hơn nhiều so với Sao Diêm Vương.

Sao chổi Shoemaker-Levy 9 kết thúc cuộc đời bằng sự tan rã thành hàng trăm mảnh vỡ vào năm 1992.

Khi sao chổi tiến về gần Mặt Trời, bức xạ điện từ của Mặt Trời khiến các lớp băng bên ngoài bắt đầu thăng hoa. Dòng bụi và khí bay ra tạo nên "bầu khí quyển" loãng bao quanh sao chổi gọi là phần đầu sao chổi. Khi khoảng cách đến mặt trời thu hẹp, dưới tác động của áp suất bức xạ và gió Mặt Trời, “bầu khí quyển” được kéo dài ra tạo hai đuôi bụi và khí riêng rẽ ở hai phương hơi lệch nhau trong đó đuôi bụi cong theo đường cong của quỹ đạo do các hạt bụi có khối lượng lớn nên ít chịu lực tác động của gió mặt trời trong khi đuôi khí (gồm các khí đã bị ion hóa) gồm các hạt ion nhẹ chịu nhiều ảnh hưởng của gió Mặt Trời và bị thổi theo phương thẳng đến Mặt Trời rồi đi theo đường sức từ trong không gian. Hạt nhân sao chổi có thể được coi như những hạt vật thể đen nhất trong hệ mặt trời (có thể có độ phản xạ ánh sáng thấp hơn so với nhựa đường) và``gồm những khoáng chất nặng và chất hữu cơ cao phân tử. Phần đầu sao chổi có thể lớn hơn cả Mặt Trời. Đuôi sao chổi có thể kéo dài tới hàng đơn vị thiên văn.

Một số sao chổi được chiếu sáng rõ bởi Mặt Trời và có thể trở nên rực rỡ khi quan sát từ Trái Đất đem đến cho con người một hiện tượng thiên nhiên kỳ thú. Đuôi bụi tán xạ trực tiếp ánh nắng theo cơ chế Mie nên tạo màu trắng; đuôi khí bị ion hóa phát ra photon năng lượng cao với quang phổ màu xanh lam. Hầu hết sao chổi chỉ được quan sát thấy qua kính viễn vọng.

Quỹ đạo tuần hoàn của sao chổi cũng có sự sai khác lớn, từ vài năm cho đến hàng trăm ngàn năm. Những sao có quỹ đạo tuần hoàn ngắn thuộc đai Kuiper hoặc liên quan đến đĩa phân tán nằm xa quỹ đạo Sao Hải Vương. Những sao chổi có quỹ đạo tuần hoàn dài hơn được cho là có nguồn gốc từ đám mây Oort (một đám mây chỏm cầu các thể băng vòng ngoài hệ mặt trời). Các sao chổi quỹ đạo tuần hoàn dài lao về phía mặt trời từ đám Oort do có sự nhiễu loạn trọng trường gây ra bởi các hành tinh lớp ngoài hệ mặt trời như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương hay những ngôi sao băng.

Sao chổi được phân biệt với các tiểu hành tinh do sự hiện diện của đuôi. Tuy nhiên những sao chổi suy tàn do di chuyển nhiều lần gần với mặt trời nên bị mất hầu hết phần băng do bay hơi cùng với bụi và có thể tạo thành tiểu hành tinh. Những tiều hành tinh được cho là có nguồn gốc khác biệt với nguồn gốc sao chổi do được hình thành trong quỹ đạo của Sao Mộc chứ không phải lớp ngoài hệ mặt trời.

Khi Sao chổi viếng thăm mặt trời

Một số sao chổi tiến gần đến mặt trời theo chu kỳ và được coi như những sao chổi lướt qua mặt trời. Chúng xâm nhập vào khí quyển mặt trời, bị vỡ và thăng hoa hoàn. Lần đầu tiên Trạm nghiên cứu mặt trời của NASA mang tên Solar Dynamics Observatory cùng các trạm nghiên cứu khác đã quan sát được quá trình biến đổi này của sao chổi trong khí quyên mặt trời mặc dù trong 15 năm gần đây hơn 2000 sao chổi được cho là đã trải qua những biến đổi tương tự. Thành công này mở ra một hướng mới trong nghiên cứu sao chổi và khí quyển mặt trời. Công bố về phát hiện trên tạp chí Science bởi các nhà khoa học Mỹ và Anh.

Tóm tắt nghiên cứu

Observations of comets in Sun-grazing orbits that survive solar insolation long enough to penetrate into the Sun’s inner corona provide information on the solar atmosphere and magnetic field as well as on the makeup of the comet. On 6 July 2011, the Solar Dynamics Observatory (SDO) observed the demise (sự để lại) of comet C/2011 N3 (SOHO) within the low solar corona in five wavelength bands in the extreme ultraviolet (EUV). The comet penetrated to within 0.146 solar radius (~100,000 kilometers) of the solar surface before its EUV signal disappeared. Before that, material released into the coma—at first seen in absorption—formed a variable EUV-bright tail. During the final 10 minutes of observation by SDO’s Atmospheric Imaging Assembly, ~6 × 108 to 6 × 1010 grams of total mass was lost (corresponding to an effective nucleus diameter of ~10 to 50 meters), as estimated from the tail’s deceleration due to interaction with the surrounding coronal material; the EUV absorption by the comet and the brightness of the tail suggest that the mass was at the high end of this range. These observations provide evidence that the nucleus had broken up into a family of fragments, resulting in accelerated sublimation in the Sun’s intense radiation field. Science 20 January 2012: Vol. 335 no. 6066 pp. 324-328

Liên kết đến đây

Chia sẻ lên facebook Chia sẻ lên twitter Chia sẻ lên google-plus In trang này