Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải "du hành" đến thời kỳ đầu của Hệ Mặt trời, khoảng 4,5 tỷ năm trước.
Nader Haghighipour, nhà thiên văn học tại Đại học Hawaii [Mỹ], cho biết, khi đó Hệ Mặt trời chỉ là một đám mây bụi và khí khổng lồ xoay tròn.
Hình ảnh minh họa cho thấy các hành tinh quay quanh Mặt trời [từ trong ra ngoài]: Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương [Ảnh: Getty Images].
Đám mây khổng lồ đó có chiều ngang 12.000 đơn vị thiên văn [AU], 1 AU là khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời, tương đương khoảng 150 triệu km. Đám mây trở nên lớn đến mức mặc dù chỉ chứa đầy bụi và các phân tử khí, nhưng bắt đầu sụp đổ và co lại dưới khối lượng của chính nó. Khi đám mây bụi và khí quay tròn sụp đổ, nó cũng bắt đầu san phẳng.
Theo các nhà khoa học, để dễ hiểu, bạn có thể tưởng tượng một người thợ làm bánh pizza ném một phiến bột đang quay vào không khí. Khi nó quay, bột nở ra nhưng ngày càng trở nên mỏng và phẳng. Đó là những gì đã xảy ra với Hệ Mặt trời từ rất sớm.
Trong khi đó, ở trung tâm của đám mây luôn phẳng này, tất cả các phân tử khí bị ép lại với nhau rất nhiều và nóng lên. Dưới sức nóng và áp suất khổng lồ, các nguyên tử hydro và heli hợp nhất khởi động một phản ứng hạt nhân kéo dài hàng tỷ năm dưới dạng một ngôi sao con chính là Mặt trời. 50 triệu năm tiếp theo, Mặt trời tiếp tục phát triển, thu thập khí và bụi từ môi trường xung quanh tạo ra các đợt bức xạ cùng nhiệt độ cao. Cứ như vậy, Mặt trời đã dọn sạch một không gian trống xung quanh nó.
Khi Mặt trời phát triển, đám mây tiếp tục sụp đổ, tạo thành một cái đĩa xung quanh ngôi sao trở nên phẳng hơn đồng thời mở rộng và nở ra theo Mặt trời ở tâm.
Cuối cùng, đám mây trở thành một cấu trúc phẳng được gọi là đĩa tiền hành tinh, quay quanh ngôi sao trẻ.
Haghighipour cho biết, đĩa này trải dài hàng trăm AU và chỉ dày bằng một phần mười khoảng cách đó.
Trong hàng chục triệu năm sau đó, các hạt bụi trong đĩa tiền hành tinh nhẹ nhàng quay xung quanh, thỉnh thoảng đập vào nhau. Một số thậm chí còn bị dính vào nhau.
Cuối cùng, hầu hết vật chất trong đĩa tiền hành tinh bị dính vào nhau để tạo thành những vật thể khổng lồ. Một số vật thể đó lớn đến mức lực hấp dẫn đã định hình chúng thành các hành tinh hình cầu, hành tinh lùn và Mặt trăng.
Trong khi các vật thể khác trở nên có hình dạng bất thường, như tiểu hành tinh, sao chổi và một số Mặt trăng nhỏ.
Mặc dù có những kích thước khác nhau, chúng ít nhiều vẫn ở trên cùng một mặt phẳng, nơi khởi nguồn "vật liệu xây dựng" từ khởi đầu. Đó là lý do tại sao, ngay cả ngày nay, 8 hành tinh của Hệ Mặt trời và các thiên thể khác quay quanh cùng một mức độ như nhau.
Trang Phạm
Theo Live Science
Nếu các hành tinh quay chậm lại, mặt trời sẽ hút chúng về phía mình. Trái lại nếu chúng quay nhanh hơn, chúng sẽ bị bật vào khoảng không gian xa xăm. Sở dĩ tất cả các hành tinh đều quay cùng chiều chính là vì chúng được sinh ra từ cùng một đám mây vật chất, đám mây này gồm bụi và không khí, bao quanh mặt trời như một cái đĩa lớn. Ngay từ khi chúng mới hình thành, chúng đã quay quanh mặt trời. Khởi thủy mỗi vòng quay của mặt trời quanh trục của bản thân nó chỉ diễn ra trong vòng vài giờ thôi. Chính sự xuất hiện của đám mây này đã hãm nó lại, nên ngày nay phải mất 25 ngày mặt trời mới quay đủ một vòng. Trừ sao thủy và sao thiên vương, các hành tinh khác đều tự quay quanh trục của mình theo hướng ngược chiều kim đồng hồ.
|
Trước hết, hãy lưu ý hai chuyển động của hành tinh, gồm chuyển động tự quay quanh trục và chuyển động quanh quỹ đạo. Trái đất quay một vòng quanh trục của nó trong khoảng 24 giờ, và quay quanh mặt trời một chu kỳ trong khoảng 365 ngày.
Nguyên nhân cơ bản khiến các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo hay quay quanh mặt trời là do trọng lực của mặt trời "giữ" các hành tinh trên quỹ đạo của chúng. Giống như mặt trăng quay quanh trái đất là nhờ sức kéo từ lực hấp dẫn của trái đất, thì trái đất quay quanh Mặt trời nhờ sức kéo từ trọng lực của mặt trời.
[Ảnh: Internet]
Vậy tại sao hành tinh chuyển động quanh mặt trời theo quỹ đạo hình elip chứ không bị kéo thẳng vào mặt trời? Đó là bởi trái đất có một vận tốc theo hướng vuông góc với lực kéo của mặt trời. Nếu không có mặt trời, trái đất sẽ chuyển động theo một đường thẳng. Trọng lực của mặt trời thay đổi hướng chuyển động của trái đất, khiến trái đất di chuyển quanh mặt trời theo quỹ đạo gần tròn. Có lẽ hơi khó hình dung một chút, nên bạn có thể xem ví dụ minh họa một vật trong quỹ đạo quanh trái đất. Điều này sẽ tương tự như những gì diễn ra giữa trái đất và mặt trời.
Hãy tưởng tượng Superman [siêu nhân] đang đứng trên núi Everest và giữ trong tay một trái bóng. Anh ta ném nó mạnh nhất có thể. Vì là Superman nên cú ném rất mạnh. Thường thì mỗi khi bạn ném một trái bóng, cuối cùng thì trái bóng cũng phải rơi xuống và chạm đất. Nhưng bởi vì Superman đã ném rất mạnh nên trái bóng bay qua đường chân trời trước khi rơi xuống. Và bởi trái đất cong, nên quả bóng cứ tiếp tục "rơi", nhưng không chạm đất. Thay vào đó, trái bóng bay vòng và đập vào gáy của Superman. Điều này tất nhiên không làm anh ta đau vì anh ta là Superman. Đó là cách các quỹ đạo hình thành. Các vật thể như tàu vũ trụ hay mặt trăng thì cách xa trái đất hơn rất nhiều so với trái bóng mà Superman ném đi [so với trái đất].
Trong ví dụ trên chúng ta bỏ qua sức cản của không khí tác động lên quả bóng. Trên thực tế, tàu vũ trụ phải bay cao hơn gần như hoàn toàn khỏi tầng khí quyển trái đất, nếu không sức cản không khí sẽ khiến con tàu bị xoáy xuống và cuối cùng đâm vào bề mặt trái đất. Việc trái đất quay quanh mặt trời diễn ra tương tự như trong ví dụ, nếu bây giờ Superman đứng trên mặt trời [điều này có thể xảy ra vì anh ta là Superman] và "trái bóng" được anh ta ném là trái đất.
Vậy, câu hỏi tiếp theo là, làm thế nào Trái đất có vận tốc đó, vì trên thực tế không có Superman nào ném trái đất cả. Để lý giải điều này, bạn cần phải quay lại tìm hiểu thời điểm hệ mặt trời được hình thành.
Lô Hà
Theo Ask an Astronomer