Sao chổi là gì? Vì sao lại gọi là sao chổi

Sao chổi là một thiên thể gần giống một tiểu hành tinh nhưng không cấu tạo nhiều từ đất đá, mà chủ yếu là băng. Nó được miêu tả bởi một số chuyên gia bằng cụm từ "quả bóng tuyết bẩn" vì nó chứa cácbonníc, mêtan và nước đóng băng lẫn với bụi và các khoáng chất. Đa phần các sao chổi có quỹ đạo elíp rất dẹt, một số có viễn điểm quỹ đạo xa hơn nhiều so với Diêm Vương Tinh. Quỹ đạo của sao chổi còn khác biệt so với các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời ở chỗ chúng không nằm gần mặt phẳng hoàng đạo mà phân bố ngẫu nhiên toàn không gian. Nhiều sao chổi có viễn điểm nằm ở vùng gọi là Đám Oort. Đây là nơi xuất phát của các sao chổi, một vùng hình vỏ cầu, gồm các vật chất để lại từ thủơ Hệ Mặt Trời mới bắt đầu hình thành. Vật chất ở đây nằm quá xa nên chịu rất ít lực hấp dẫn từ trung tâm, đã không rơi vào đĩa tiền Mặt Trời, để trở thành Mặt Trời và các hành tinh. Tại đây nhiệt độ cũng rất thấp khiến các chất như cácbonníc, mêtan và nước đều bị đóng băng. Thỉnh thoảng một vài va chạm hay nhiễu loạn quỹ đạo đưa một số mảnh vật chất bay vào trung tâm. Khi lại gần Mặt Trời, nhiệt độ tăng làm vật chất của sao chổi bốc hơi và, dưới áp suất của gió Mặt Trời, tạo nên các đuôi bụi và đuôi khí, trông giống như tên gọi của chúng, có hình cái chổi. Đôi khi cũng có những sao chổi có mang hai đuôi rõ rệt, nhìn thấy bằng mắt thường: Đuôi dài ở phía đối diện với Mặt Trời, và đuôi ngắn hướng thẳng về phía Mặt Trời. Nguyên nhân là do: Khi ở cự ly đủ gần, sức công phá của tia Mặt Trời lên bề mặt sao chổi mạnh mẽ đến độ làm cho vật chất trong sao chổi bùng nổ mãnh liệt và bắn ra xa. Gió mặt trời không đẩy hết đám mây bụi khí này về phía sau mà còn lại cái đuôi ngắn này. Các sao chổi chứa đựng vật chất của thời kỳ khai sinh Hệ Mặt Trời, do vậy, đối với các nhà khoa học, chúng là đối tượng nghiên cứu quý báu để trả lời những câu hỏi về quá trình tiến hóa của Hệ Mặt Trời chúng ta, cũng như các hệ hành tinh khác trong vũ trụ. Đã có những chuyến thám hiểm bằng tàu vũ trụ để tiếp cận trực tiếp với sao chổi như tàu Deep Impact.

Trên bầu trời đêm đen thẫm đột nhiên vút ngang một vị khách lạ hiếm hoi, chói sáng và có hình dạng kỳ dị: đầu nhọn, đuôi to trông giống như chiếc chổi quét nhà. Người ta quen gọi đó là sao chổi.

Thật ra mà nói, sao chổi không thể gọi là sao vì nó chỉ là một khối lớn khí lạnh trong đó chứa đầy các mảnh vụn và bụi vũ trụ.

Những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra trong sao chổi còn có các nguyên tử ôxy, natri; các nhóm phân tử cacbonic, xyanogen (CN)₂, amoniac (NH₃), các hợp chất nitril, xyanua, v.v..; các ion C₂⁺, N₂⁺, CN₂⁺, CO⁺,CO₂⁺… Nhưng chúng ta không thể không coi sao chổi cũng là một loại thiên thể.

Khách “quen” hay chỉ là “qua đường”

Phần lớn các sao chổi đều quay quanh mặt trời theo các quỹ đạo hình elip dẹt, người ta gọi chúng là loại sao chổi chu kỳ. Cứ cách một thời gian nhất định chúng lại vận hành tới quỹ đạo tương đối gần mặt trời và trái đất nên chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy chúng.

Chu kỳ quay quanh mặt trời của các sao chổi rất khác nhau. Sao chổi Encke có chu kỳ ngắn nhất là 3,3 năm, tức là cứ cách 3,3 năm ta lại nhìn thấy nó một lần. Từ năm 1786, phát hiện ra sao chổi Encke đến nay, nó đã xuất hiện 50 lần. Có những sao chổi có chu kỳ quay dài hơn. Mấy chục, thậm chí mấy trăm năm mới nhìn thấy chúng một lần. Có những sao chổi có chu kỳ quay dài tới mấy vạn năm, thậm chí lâu hơn nữa. Những sao chổi đó giống như “khách qua đường” xuất hiện một lần rồi không biết đến chân trời góc biển nào nữa. Sao chổi sáng rực Hyakutate, được nhìn thấy từ trái đất năm 1996, có chu kỳ ước khoảng 10.000 năm.

Tên “chổi” từ đây

Những sao chổi điển hình đều chia làm 3 phần: lõi chổi, sợi chổi và đuôi chổi. Lõi chổi cấu tạo bằng những hạt thể rắn khá đậm đặc, ánh sáng toả ra xung quanh như những dải mây gọi là sợi chổi. Lõi chổi kết hợp với sợi chổi thành đầu chổi. Chiếc đuôi dài sáng rực phía sau gọi là đuôi chổi, có khi mở rộng hàng triệu km trong vũ trụ. Đuôi chổi không phải có ngay từ khi mới hình thành sao chổi mà chỉ khi sao chổi bay tới gần mặt trời và các phân tử của nó bị những cơn gió mặt trời thổi bạt ra xa, bởi thế đuôi sao chổi thường kéo dài về phía đối diện với mặt trời.

Một sao chổi xung quanh đầu còn có lớp mây hydro đường kính tới gần 10 triệu km. Ở trái đất, chúng ta không nhìn thấy khối mây đó, mà phải dùng vệ tinh nhân tạo bay ra khỏi tầng khí quyển trái đất mới quan sát được.

Muôn hình muôn vẻ

Không phải các sao chổi đều có hình dạng giống nhau. Năm 1744, người ta phát hiện ra sao chổi De Cheseaux có tới 6 đuôi tạo thành một góc rộng 44 độ giống như chiếc quạt giấy lớn trên bầu trời. Năm 1812, Đài Thiên văn Marseille ở Pháp phát hiện ra một sao chổi lạ, thoạt đầu là một khối mây lớn, sau đó toả sáng nhấp nháy và cuối cùng lại biến thành một khối mây ở giữa có một khối tròn sáng mờ toả ra bốn phía. Đầu tháng 3 năm 1976 ở vùng đông bắc Trung Quốc xuất hiện một sao chổi lạ có đuôi xoè rộng như đuôi chim công trắng, dân chúng từ đảo Hải Nam tới tỉnh Hắc Long Giang đều nhìn thấy.

“To xác nhưng rỗng ruột”

Không một hành tinh nào trong hệ mặt trời có thể so sánh được với sao chổi về mặt thể tích. Ví như sao chổi Halley nổi tiếng có đường kính vùng sợi chổi dài tới 570.000 km. Sao chổi lớn nhất mà loài người ghi nhận được có đường kính vùng sợi chổi dài tới 18,5 triệu km và đuôi sao chổi đó dài tới mấy trăm triệu km.

Nhưng sao chổi chỉ là những khối khí loãng. Nếu ép thể khí của sao chổi bằng mật độ khí quyển trên trái đất thì 8.000 mét khối thể khí trên đó vẫn chưa bằng mật độ 1 m khối khí quyển trên trái đất. Nếu tiếp tục ép thể khí trên sao chổi thành chất rắn như vỏ trái đất thì một sao chổi khổng lồ e rằng không lớn hơn một quả đồi trên hành tinh chúng ta.

Trong vũ trụ bao la có rất nhiều sao chổi nhưng tuyệt đại đa số đều có kích thước nhỏ. Chỉ có vài ba sao chổi lớn. Thời gian tồn tại của sao chổi trong vũ trụ không lâu bền như các sao khác. Mỗi lần bay tới mặt trời, sao chổi lại bị tổn hao khá nhiều, cứ vậy dần dần sao chổi sẽ tan vỡ thành từng đám sao băng và bụi vũ trụ phân tán trong khoảng không mênh mông.