TIỂU LUẬN VẬT LÍ THIÊN VĂN

SỰ HÌNH THÀNH HỆ MẶT TRỜI

Sinh viên: Lê Thành Đạt
Lớp : Y16


Mục lục
I. Cấu trúc hệ mặt trời
II. Sự hình thành hệ mặt trời- Giả thuyết Tinh vân

1.

Lịch sử phát triển Giả thuyết Tinh vân

2.

Đặc trưng cơ bản của Hệ Mặt trời

3.

Giả thuyết Tinh vân về sự hình thành của Hệ Mặt trời

III.

Kết luận

IV.

Tài liệu tham khảo

CẤU TRÚC HỆ MẶT TRỜI

• Hệ mặt trời nói chung bao gồm một ngôi sao và các vật thể chuyển động trên quỹ đạo xung quanh nó.
• Hệ Mặt trời của chúng ta nằm ở rìa ngồi dải Ngân hà bao gồm:


Mặt trời- ngôi sao của chúng ta



Tám hành tinh và các vệ tinh tự nhiên của chúng



Tiểu hành tinh, sao chổi và các thiên thể khác.


< Back

Mercury

Venus

Earth

Mars

Jupiter


Saturn

Uranus

Neptune

Distance from the Sun (km)

57,909,227

108,209,475

149,598,262

227,943,824

778,340,821

1,426,666,422

2,870,658,186

4,498,396,441

Mean Equatorial Radius (km)

2,439.7

6,051.8


6,371.00

3,389.5

69,911

58,232

25,362

24,622

3
Volume (km )

60,827,208,742

928,415,345,893

1,083,206,916,846

163,115,609,799

1,431,281,810,739,360

827,129,915,150,897

68,334,355,695,584


62,525,703,987,421

Mass (kg)

330,104,000,000,

4,867,320,000,000,

5,972,190,000,000,

641,693,000,000,

1,898,130,000,000,

568,319,000,000,000,

86,810,300,000,000,

102,410,000,000,000,

000,000,000,000

000,000,000,000

000,000,000,000

000,000,000,000

000,000,000,000,000


000,000,000,000

000,000,000,000

000,000,000,000

3
Density (g/cm )

5.427

5.243

5.513

3.934

1.326

0.687

1.270

1.638

2
Equatorial Surface Gravity (m/s )

3.7


8.87

9.80665

3.71

24.79

10.4*

8.87

11.15

Escape Velocity (km/h)

15,300

37,296

40,284

18,108

216,720

129,924

76,968


84,816

Rotation Period (Earth days)

58.646

-243.018

0.99726968

1.026

0.41354

0.444

-0.718

0.671

Orbit Period (Earth years)

0.2408467

0.61519726

1.0000174

1.8808476


11.862615

29.447498

84.016846

164.79132

Mean Orbit Velocity (km/h)

170,503

126,074

107,218

86,677

47,002

34,701

24,477

19,566

Orbit Eccentricity

0.20563593


0.00677672

0.01671123

0.0933941

0.04838624

0.05386179

0.04725744

0.00859048

Orbit Inclination to Ecliptic

7.0°

3.39°

0.00005°

1.85°

1.304°

2.49°

0.77°


1.77°

Inclination of Equator

0°

177.3° (retrograde rotation)

23.4393°

25.2

3.1°

26.7°

97.8° (retrograde rotation)

28.3°

-173/427

462

-88/58 (min/max)

-153 to +20

Carbon Dioxide, Nitrogen


Nitrogen, Oxygen

Carbon Dioxide, Nitrogen, Argon

Hydrogen, Helium

Hydrogen, Helium

Hydrogen, Helium, Methane

Hydrogen, Helium, Methane

(Semimajor axis of orbit)

to Orbit

Minimum/Maximum
Surface Temperature (°C)

Major Atmospheric
Constituents

Moons

None

None

1 moon


2 moons

67 moons

62 moons

27 moons

14 moons

Rings

No

No

No

No

Yes

Yes

Yes

Yes


CẤU TRÚC HỆ MẶT TRỜI



Cấu trúc hệ mặt trời
•Mặt trời, ngơi sao, nằm ở trung tâm…
•Các hành tinh phía trong (Mercury, Venus, Earth,
Mars) ~ 1 AU

−

Đó là những hành tinh rắn…

•Vành đai tiểu hành tinh, ~ 3 AU
•Các hành tinh ở phía ngồi (Jupiter, Saturn,
Neptune, Uranus), ~ 5-40 AU

−

Đó là những hành tinh khí..

•Pluto: hành tin lùn…
•Vành đai Kuiper ~ 30 to 50 AU
•Đám mây OOrt ~ 50,000 AU


SỰ HÌNH THÀNH HỆ MẶT TRỜI
GIẢ THUYẾT TINH VÂN

1.

Lịch sử phát triển giả thuyết Tinh vân


•.
•.
•.

Thời cổ Hy Lạp, khoảng năm 280 TCN, mơ hình hệ Nhật tâm đã được để xướng nhưng bị qn lãng.
Năm 1543, mơ hình Hệ Nhật tâm- Hệ Mặt trời của Copernicus ra đời và được sự ủng hộ mạnh mẽ.
Tới thế kỉ 17,18 đã có các giả thuyết khác nhau về sự hình thành Hệ Mặt trời: của Descarte (1644), của
Kant(1755), của Laplace (1796) … Tuy nhiên các giả thuyết này là không đầy đủ, chưa cho phép giải thích đầy đủ
cấu trúc và các đặc trưng của Hệ Mặt trời.


•Trong đó, giả thuyết Tinh vân của Laplace được các nhà khoa học chấp nhận hơn cả nhưng lại bị một số nhà khoa
học chỉ trích vì khơng giải thích được vấn đề bảo toàn momen động lượng trong toàn Hệ Mặt trời.

•Từ nửa sau thế kỉ 20, dựa trên những quan sát mới, đặc biệt là những nghiên cứu về các ngôi sao trẻ đã chỉ ra rằng
chúng được bao quanh bởi đám mây khí và bụi đúng như giả thuyết Tinh vân dự đốn, đã khẳng định tính đúng đắn của
giả thuyết Tinh vân.

•Theo các mơ hình đã có hiện nay, sự hình thành của Hệ Mặt trời được tập trung vào giả thuyết Tinh vân.


•Ngồi ra, cịn có một giả thuyết khác về sự hình thành của Hệ Mặt trời khá phổ biến, đó là giả thuyết va chạm .
•Giả thuyết này cho rằng các hành tinh được hình thành do những mảnh vụn tách ra từ một vụ va chạm của mặt trời
với một ngôi sao khác.


• Giả thuyết Tinh vân hay bất kì một giả thuyết nào khác về sự hình thành của Hệ Mặt trời phải giải thích được các đặc
trưng cơ bản của Hệ Mặt trời dưới đây.



2.

ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA HỆ MẶT TRỜI

Hệ mặt trời có 4 đặc trưng cơ bản như sau:

• Đặc trưng thứ nhất về sự chuyển động của các thiên thể lớn:


Các hành tinh chuyển động quanh mặt trời ngược chiều kim đồng hồ (nếu nhìn từ cực bắc của Mặt trời), cùng chiều
với chiều quay của Mặt trời.



Quỹ đạo của các hành tinh gần tròn và gần như nằm trên cùng một mặt phẳng.



Hầu hết các vệ tinh của các hành tinh chuyển động theo chiều chuyển động của hành tinh và gần như trong cùng
mặt phẳng xích đạo của hành tinh.




Khoảng cách nhật tâm đến các hành tinh tuân theo quy tắc đều đặn, nghĩa là khoảng cách nhật tâm của một hành
tinh gần như gấp đôi khoảng cách nhật tâm của hành tinh trước đó.




Mặt trời có khối lượng lớn nhưng có mơmen động lượng rất bé so với các hành tinh.

• Đặc trưng thứ hai về sự phân loại các hành tinh trong Hệ mặt trời
 Hành tinh kiểu Trái đất (Terrestrial Planet)
 Hành tinh kiểu Mộc tinh (Jovian Planet)
• Đặc trưng thứ ba về các tiểu hành tinh và sao chổi
 Tiểu hành tinh là các thiên thể nhỏ, rắn chuyển đông xung quanh Mặt trời, tập trung chủ yếu ở Vành đai tiểu hành
tinh.




Sao chổi là các thiên thể nhỏ, đóng băng, dành hầu hết qng đời của mình chuyển động ở phía xa quỹ đạo Diêm
vương tinh và tập trung ở đám mây Oort.



Chúng ta hiếm khi quan sát được chúng, chỉ trong những khoảng thời gian ngắn mà chúng chuyển động gần Mặt
trời.

• Đặc trưng thứ tư về những trường hợp ngoại lệ
 Quỹ đạo của Thủy tinh là một elip có tâm sai lớn.
 Xích đạo Kim tinh và Hải tinh có góc nghiêng lớn so với quỹ đạo, hai hành tinh này có chiều tự quay ngược chiều
thuận.



Vệ tinh của một số hành tinh đặc điểm về hình dạng và kích thước khác biệt.



Từ đặc trưng về sự chuyển động của các thiên thể lớn, chúng ta đưa ta được mơ hình
về đám tinh vân như sau:

3.

Giả thuyết
tinh vân

Hệ Mặt trời được hình thành từ một đám mây khí và bụi
tự quay, đổ sập hẫn dẫn và bị là phẳng…

…tạo thành một đĩa dẹt của khí và bụi, cịn được gọi là đĩa
tiền hành tinh (protoplanetary disk), bao xung quanh phôi mặt
trời (protosun) ở trung tâm đĩa.

Mặt trời được hình thành ở tâm. Các hành tinh được hình thành
từ bụi và khí trong đĩa.


SỰ ĐỔ SẬP HẤP DẪN
Tinh vân mặt trời lúc đầu có hình cầu, đường kính bằng một vài
năm ánh sáng. Nó chứa bụi và khí, khá lỗng, lạnh và xoay chậm.

Nhận được một “cú hích” từ những tác động bên ngoài mà ngày nay nhiều
nhà thiên văn giả thiết rằng là do song xung kích phát ra từ một bùng nổ siêu
tân tinh gần đó.

Từ đó tinh vân co lại, lực hấp dẫn tăng gây ra sự đổ sập hấp dẫn. Tinh vân bị là
phẳng và tạo thành phôi mặt trời ở trung tâm và đĩa nền hành tinh (vành phôi hành
tinh) xung quanh.



Đồng thời trong quá trình đổ sập của tinh vân, thế năng hấp dẫn được chuyển
hóa thành nhiệt, tinh vân quay nhanh hơn.

Mặt trời được hình thành ở trung tâm của tinh vân khi nhiệt độ và mật độ vật
chất đủ cao để xảy ra phản ứng hạt nhân(nhiệt hạch).

Các hành tinh và các thiên thể khác được hình thành trên đĩa nền hành tinh.

Khi phôi mặt trời đạt tới khối lượng riêng đủ lớn thì sự trao đổi momen động
lượng với vành phôi hành tinh diễn ra rất chậm. Điều này đã xóa bỏ mâu thuẫn
về phân bố momen động lượng của Hệ Mặt trời.


Quỹ đạo các hành tinh
Hấu hết quỹ đạo gần tròn, gần như

Các quỹ đạo hầu như nghiêng

nằm trên cùng một mặt phẳng.

một góc khơng lớn hơn 3.4

o

Mercury
Venus

Ju

p

nus

đồng hồ (trừ Venus, Uranus)

une

rn

Ne
pt

tu
Sa

Plut
o

chiều tự quay: ngược chiều kim

Ura

Earth

ite
r

Ma
rs


Chiều quay: Ngược chiều kim đồng hồ

o
Ngoại lệ: Mercury (7 )


• HÌNH ẢNH ĐĨA NỀN HÀNH TINH (PROTOPLANETARY DISK) CHỤP ĐƯỢC TẠI TINH VÂN
ORION


PROTOPLANETARY DISK IN ORION NEBULA


CÂU HỎI 1

•

Hệ mặt trời sẽ thay đổi như thế nào nếu tinh vân lạnh hơn với nhiệt độ bằng một nửa so với thực tế?

a)
b)
c)
d)

Các hành tinh kiểu Mộc tinh sẽ hình thành ở gần Mặt trời hơn.
Hệ Mặt trời sẽ khơng có hành tinh lùn.
Hệ Mặt trời sẽ khơng có sao chổi.
Các hành tinh kiểu Trái đất sẽ có kích thước lớn hơn



HAI NHÓM HÀNH TINH
Các hành tinh trong hệ mặt trời được chia thành hai nhóm sau:

Hành tinh kiểu Trái đất: Mercury, Venus, Earth,
Mars

Hành tinh kiểu Mộc tinh: Jupiter, Saturn, Uranus,
Neptune


SỰ HÌNH THÀNH CÁC HÀNH TINH

•
•

Sự ngưng tụ là sự tạo thành vật chất rắn hoặc lỏng từ đám tinh vân.
Sự ngưng tụ của các vật chất trong đĩa nền hành tinh (protoplanetary disk) có vai trị nền tảng trong q trình hình thành nên
các hành tinh.

•

Vật chất trong đám tinh vân được chia làm 4 loại dựa vào nhiệt độ ngưng tụ của chúng






Kim loại

Đá rắn
Hợp chất chứa Hidro
Khí nhẹ


Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Nhiệt độ ngưng tụ riêng

Tỉ lệ khối lượng


•

Nhiệt độ của các vùng trong Tinh vân phụ thuộc vào khoảng cách từ vùng đó tới tâm của Tinh vân.


•

Trong vùng với khoảng cách nhật tâm nhỏ hơn 4 AU (bên trong đường đóng băng Frost Line), chỉ có kim loại và vật chất rắn
ngưng tụ.

•

Bên ngồi đường đóng băng, hợp chất chứa hidro, vật chất rắn và kim loại ngưng tụ.