Cách đây gần 4,6 tỉ năm một đám mây phân tử khổng lồ bị suy sụp tạo nên thái dương hệ hay chúng ta vẫn gọi là hệ mặt trời. Mặt trời và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của mặt trời đều được hình thành từ sự suy sụp của đám mây trên. Mặt trời là trung tâm và hầu hết các thiên thể đều quay quanh mặt trời.

Có 8 hành tinh quay quanh hệ mặt trời với quỹ đạo gần tròn. 8 hành tinh này được chia làm 2 nhóm: Các hành tinh vòng trong và các hành tinh vòng ngoài. Trong đó các hành tinh vòng trong gồm Sao hỏa, Trái đất, sao kim và sao Thủy có kích thước và khối lượng nhỏ hơn các hành tinh vòng ngoài gồm Sao Hải Vương, Sao Thiên Vương, Sao Thổ, Sao Mộc.  Sao Thổ và sao Mộc là hai hành tinh lớn nhất.

Các hành tinh ở vòng trong đều có bề mặt rắn, thành phần chủ yếu là đá và kim loại. Các hành tinh vòng ngoài lại là các hành tinh khí. Sao Thổ và Sao Mộc có thành phần chủ yếu là heli và hiđrô  còn Sao Thiên Vương và Hải Vương lại là những hành tinh băng khổng lồ.

Ngoài ra còn có các vệ tinh tự nhiên quay quanh các hành tinh này và được gọi là mặt trăng theo cách gọi mặt trăng của trái đất.

Có các vành đai hành tinh chứa bụi, vật thể nhỏ bao quanh mỗi hành tinh . Và cũng có 2  vùng tập trung thiên thể nhỏ hơn trong hệ mặt trời.  Giữa sao hỏa và sao Mộc có một vành đai tiểu hành tinh. Thành phần của nó cũng gồm chủ yếu là đá và kim loại. Các vật thể bên ngoài quỹ đạo sao Hải Vương có thành phần chủ yếu là băng. Có 5 thiên thể đủ lớn dưới dạng hình cầu ở giữa hai vùng này đó là Ceres, Pluto, Haumea, Makemake, Eris. 5 thiên thể này được các nhà thiên văn gọi là những hành tinh lùn. Ngoài 5 thiên thể điển hình về kích cỡ này thì cũng có hàng nghìn thiên thể nhỏ hơn di chuyển tự do giữa hai vùng, kích thước của chúng có thể thay đổi như sao chổi, bụi liên hành tinh, Centaurs.

Plasma hay còn được gọi là gió mặt trời là dòng vật chất do mặt trời phát ra. Trong môi trường liên sao dòng vật chất Plasma tạo ra một bong bóng gió sao được gọi là nhật quyển. Nhật quyển này mở rộng đến tận vùng xa của hệ mặt trời nơi có tập hợp con của   các vật thể ngoài sao Hải Vương  hay còn gọi là đĩa phân tán.

Cấu trúc Hệ mặt trời

Mặt trời là một thiên thể chính trong thái dương hệ và có khối lượng chiếm khoảng 99, 86 % khối lượng của cả hệ. 99% khối lượng còn lại của hệ do 4 hành tinh khí khổng lồ chiếm.  So với tổng khối lượng của các thiên thể khác thì khối lượng của sao Mộc và sao Thổ là chiếm hơn 90%.

Mặt phẳng quỹ đạo của hầu hết các thiên thể lớn đều gần trùng với quỹ đạo của trái đất.  Mặt phẳng quỹ đạo của Trái đất là mặt phẳng hoàng đạo và các thiên thể khác có mặt phẳng quỹ đạo gần với mặt phẳng này.  Bên cạnh đó thì sao chổi  và các vật thể trong vành đai Kuiper lại có mặt phẳng quỹ đạo tạo với mặt phẳng hoàng đạo một góc lớn.

Mặt trời là trung tâm để mọi hành tinh và đa số các thiên thể quay quanh  theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Sao chổi Halley lại quay theo chiều ngược lại.

Cấu trúc của hệ mặt trời bao gồm mặt trời và 4 hành tinh nhỏ ở vòng trong được  vành đai tiểu hành tinh đá bao quanh và 4 hành tinh khí khổng lồ ở vòng ngoài được các thiên thể băng đá thuộc vành đai Kuiper bao quanh.

Đôi khi thái dương hệ không chính thức được chia thành các vùng tách biệt. Bên ngoài vành đai tiểu hành tinh chính, hệ mặt trời bên ngoài bao gồm có 4 hành tinh khổng lồ chứa khí.  Phần bên ngoài của Hệ mặt trời  là vùng chứa các vật thể bên ngoài Sao Hải Vương.

Lấy mặt trời làm tiêu điểm các vật thể chuyển động quay quanh với quỹ đạo hình elip.  Những vật thể có bán trục nhỏ hơn, nằm gần mặt trời hơn thì sẽ quay nhanh hơn vì lực hấp dẫn của mặt trời đối với chúng mạnh mẽ hơn. Trong một chu kì quỹ đạo thì khoảng cách từ thiên thể tới mặt trời là không thay đổi.  Đến một thời điểm khi thiên thể có vị trí gần mặt trời nhất gọi là điểm cận quỹ đạo và vị trí xa nhất gọi là viễn điểm quỹ đạo.

Giữa các hành tinh có khoảng cách thực tế rất lớn. Nhưng khi nhìn vào minh họa về thái dương hệ thì khoảng cách giữa quỹ đạo của hành tinh này đến hành tinh khác trông rất đều nhau. Thực tế thì các hành tinh nằm càng xa mặt trời sẽ khoảng cách giữa quỹ đạo của chúng càng lớn. Tính theo đơn vị thiên văn AU thì Sao thổ cách sao Mộc 4,3 AU, Sao Hải Vương cách xa sao Thiên Vương 10,5 AU.

Phần lớn các hành tinh trong hệ mặt trời đều có những vệ tinh hay vành đai hành tinh xung quanh được gọi là Mặt trăng. Sao Mộc có vệ tinh tự nhiên Ganymede và titan là vệ tinh của Sao Mộc. Hai vệ tinh này còn lớn hơn cả Sao Thủy. 4 hành tinh khổng lồ Sao Thổ, Sao Mộc , Sao Thiên Vương , Sao Hải Vương và có cả một vệ tinh của Sao Thổ đều có các vành đai hành tinh. Trong các vành đai hành tinh này có chứa những vật chất nhỏ.  Một mặt bán cầu của các vệ tinh tự nhiên về hành tinh và quay đồng bộ.

Thành phần chủ yếu của những thiên thể vòng trong là đá,  Sao Thổ  và Sao Mộc có thành phần chủ yếu là khí.

Hệ mặt trời sự hình thành và tiến hóa 

Một đám mây khổng lồ cách đây  khoảng gần 4,6 tỉ năm đã bị suy sụp hình thành nên hệ mặt trời. Kích cỡ của đám mây này lên tới vài năm ánh sáng và một vài ngôi sao được cho là có khả năng đã được hình thành từ đám mây khổng lồ này.  Giả thuyết cho rằng một vụ nổ siêu mới thế hệ trước đã tạo ra các mảnh vụn và hình thành nên tinh vân Mặt trời.  Tinh vân hệ mặt trời là vùng mà trong tương lai sẽ trở thành hệ mặt trời theo định luật bảo toàn động lượng sẽ quay nhanh hơn. Vùng trung tâm của đĩa quay tập trung nhiều khối lượng nhất sẽ  trở nên nóng hơn các vùng khác.

Tinh vân co lại và quay nhanh hơn, phẳng hơn và tạo ra đĩa tiền hành tinh. Đĩa này với đường kính gần 200 AU quay quanh tâm. Vùng trung tâm của đĩa tiền hành tinh nóng, chứa nhiều tiền sao ( ngôi sao rất trẻ tập hợp khối lượng từ đám mây phân tử sinh ra nó).

Mặt trời là ngôi sao thuộc kiểu sao T Tauri  có một đĩa tiền hành tinh đi kèm và khối lượng của đĩa này bằng 0,001-0,1 khối lượng mặt trời.  Từ sự bồi tụ của đĩa này mà hình thành nên các hành tinh.

Áp suất và mật độ của hiđrô trong vòng 50 triệu năm của lõi tiền sao đã đủ lớn để một phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể xảy ra.  Tốc độ, nhiệt độ, mật độ và áp suất sẽ tăng cho tới khi cân bằng thủy tĩnh. Lực hút hấp dẫn của ngôi sao sẽ cân bằng với nhiệt năng và trong dãy chính xuất hiện thêm một ngôi sao là mặt trời.

Khi mặt trời chưa kết thúc sự tiến hóa của nó trong dãy chính thì thái dương hệ ngày nay mà chúng ta biết sẽ vẫn còn tồn tại. Mặt trời sẽ bị suy sụp khi nhiệt năng, nhiên liệu Hiđrô từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân giảm.  Áp suất tại lõi sẽ tăng khiến cho phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ diễn ra nhanh hơn. Điều này dẫn đến trong mỗi 1,1 tỷ năm độ sáng và tốc độ của mặt trời sẽ tăng khoảng 10%.

Toàn bộ hiđrô tại lõi mặt trời sẽ bị biến đổi thành heli trong vòng 5,4 tỉ năm nữa và đây là lúc mà mà Mặt trời không còn là ngôi sao ở dãy chính.  Lõi sẽ vẫn tiếp tục co lại khi phản ứng tổng hợp hiđrô ngưng và dẫn đến phản ứng tổng hợp heli. Năng lượng được giải phóng trong quá trình tổng hợp Heli  lớn hơn quá trình tổng hợp hiđrô . So với đường kính của mặt trời hiện tại thì giai đoạn này đường kính bên ngoài của mặt trời sẽ mở rộng gấp 260 lần khiến nó trở thành một sao khổng lồ đỏ.  Diện tích bề mặt của mặt trời tăng lên khổng lồ dẫn đến bề mặt của Mặt trời trở nên lạnh hơn so với giai đoạn nó ở dãy chính.

Heli tại lõi sẽ cạn kiệt nhanh hơn rất nhiều so với hiđrô và thời gian heli được Mặt trời tổng hợp cũng chỉ bằng một phần nhỏ so với hiđrô. Khối lượng của Mặt trời không đủ lớn  để phản ứng tổng hợp các nguyên tố nặng được thực hiện và phản ứng hạt nhân tại lõ sẽ kết thúc.  Những lớp vật chất bên ngoài sẽ bị thổi vào không gian và lúc này chỉ còn lại sao lùn trắng ( được tạo ra khi Mặt trời chết”, khối lượng của nó chỉ bằng một nửa so với Mặt trời và kích thước tương đương với trái đất.  Tinh vân hành tinh sẽ được hình thành từ những lớp vật chất bị thổi bay. Lúc này những vật liệu được hình thành lên Mặt trời từ đầu sẽ được trả lại môi trường liên sao.

Các hành tinh của mặt trời

Hành tinh là những thiên thể có khối lượng nhỏ hơn các sao và là thể dưới cấp sao. Vì khối lượng nhỏ nên chúng thể hình thành nên phản ứng hạt nhân và phát sát như các sao nên chúng là những thiên thể tối. Phần lớn các hành tinh sẽ chuyển động xung quanh một sao mẹ của hành tinh . Nhưng cũng có một vài hành tinh không chuyển động xung quanh bất cứ ngôi sao nào và trong không gian liên sao chúng sẽ trôi tự do.

Đối với thiên văn học thì một thiên thể là hành tinh khi chúng quay quanh một sao hoặc tàn dư của sao với một quỹ đạo.  Nhiều thiên thể trong hệ Mặt trời đều có những quỹ đạo như vậy.  Theo quy ước của IAU ( hiệp hội thiên văn Quốc tế)  thì một thiên thể được gọi là hành tinh trong hệ mặt trời thì cần thỏa mãn những điều sau

– Chuyển động quanh sao mẹ Mặt trời với một quỹ đạo

– Khối lượng của thiên thể phải có đủ lực hấp dẫn hơn so với độ rắn của vật chất. Trạng thái cân bằng thủy tĩnh được hình thành.

– Trong khu vực quỹ đạo của thiên thể thì nó phải chiếm ưu thế tuyệt đối về hấp dẫn.

Có 8 hành tinh thỏa mãn trong hệ Mặt trời thỏa mãn 3 yêu cầu trên và tính từ trong ra ngoài từ hành tinh gần mặt trời nhất ta có: Mercury- Sao Thủy, Venus- Sao Kim, Earth- Trái đất, Mars- Sao Hỏa, Jupiter-Sao Mộc, Saturn – Sao Thổ, Uranus-Sao Thiên Vương, Neptune- Sao Hải Vương.

Trước đó Hệ Mặt trời của chúng ta còn được biết đến với 9 hành tinh, ngoài 8 hành tinh trên thì còn có Pluto- Sao Diêm Vương. Nhưng từ khi công bố quy ước trên vào tháng 8/2006 thì Pluto chính thức bị loại khỏi các hành tinh trong hệ mặt trời. Pluto hiện tại chỉ là hành tinh lùn. Ngoài Pluto thì còn một số các hành tinh lùn khác như Eris, Makemake, Haumea.

Các hành tinh trong hệ mặt trời được phân thành 2 nhóm.

– Các hành tinh ở vòng trong bao gồm: Sao Thủy, Sao Kim, Trái đất, Sao Hỏa.

– Các hành tinh trong hệ mặt trời vòng ngoài gồm: Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương.

Nhóm hành tinh ở vòng trong có kích thước và khối lượng nhỏ hơn so với nhóm các hành tinh vòng ngoài Hệ Mặt trời.

Hành tinh hệ mặt trời vòng trong

Trọng lượng riêng của các hành tinh trong Hệ mặt trời vòng trong khá cao. Thành phần của những hành tinh này chủ yếu là đá. Thường không có Mặt trăng hoặc có ít. 4 hành tinh vòng trong này cũng không có hệ vành đai quay quanh.

Thành phần chính của những hành tinh này là những khoáng vật khó nóng chảy . Lớp vỏ, lớp phủ từ silicat và lõi được tạo bởi sắ, niken. Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa đều có  một bầu khí quyển đủ dày để dẫn đến các hiện tượng thời tiết. Trên bề mặt của các hành tinh này đều có những hỗ va chạm, thung lũng tách giãn, núi lửa.

Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất trong các hành tinh của hệ Mặt trời

Tên Mercury của hành tinh này được đặt trên theo vị thần truyền tin thần Mericurius trong thần thoại Hy Lạp có thể bay nhanh như gió đến mọi nơi.

Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất trong hệ mặt trời có khoảng cách tới Mặt trời khoảng 0,4 AU. Khối lượng của Sao Thủy chỉ bằng 0,055 lần Trái Đất.  Chu kì quỹ đạo của Sao Thủy nhỏ nhất so với các hành tinh trong hệ mặt trời. Chúng rất nhanh chóng trở lại vị trí cũ so với Mặt trời nếu quan sát từ Trái Đất.

Không có vệ tinh tự nhiên xung quanh Sao Thủy, nó chỉ có những các sườn đá, vách núi được cho là hình thành trong giai đoạn co lại đầu tiên. Bên cạnh đó là những hố va chạm và thu lũng đặc trưng của địa chất.

Các nguyên tử trong bầu khí quyển của Sao Thủy đã bị gió Mặt trời thổi hết ra ngoài không gian nên nó hầu như không có bầu khí quyển. Lõi của hành tinh này bằng sắt và khá lớn, các nhà thiên văn học vẫn chưa giải thích được đầy đủ về lớp màng phủ bên ngoài khá mỏng của nó. Có ý kiến cho rằng sau một vụ va chạm khổng lồ thì lớp phủ bên ngoài đã bị tước đi, và do năng lượng mặt trời ngăn chặn nên quá trình bồi tụ vật chất của Sao Thủy không thể diễn ra.

Các số liệu chi tiết về Sao Thủy

– Khoảng cách đến Mặt trời: 0,39 AU tương đương 57,9 triệu km

– Chu kì quỹ đạo: 87,96 ngày tính theo ngày trái đất

– Chu kì tự quay: 58,7 ngày

– Khối lượng của Sao Thủy; 3,3 x 1023kg.

– Đường kính Sao Thủy: 4.878 km

– Nhiệt độ bề mặt Sao Thủy vào ban ngày là 700k, nhiệt độ ban đêm khoảng 100K (Độ C = K- 273)

– Không có vệ tinh

Venus- Sao Kim

Sao Mai mà nhìn thấy vào buổi sáng sớm ở phía Đông và Sao Hôm bạn nhìn thấy vào buổi chiều tà ở phía Tây chính là Sao Kim.  Ngoài mặt trăng thì Sao Kim là thiên thể sáng nhất trong bầu trời đêm của chúng ta. Người xưa đặt tên hành tinh này là Venus ví nó đẹp như một nữ thần tình yêu và sắc đẹp trong thần thoại La Mã.

Kích cỡ của Sao Kim gần tương đương với kích thước của Trái Đất  và có đặc điểm cấu tạo khá giống với trái đất. Lõi của hành tinh này bằng sắt và có một lớp silicat dày bao quanh.

Bầu khí quyển của Sao Kim rất dày và có những dấu hiệu cho thấy trong nó có xảy ra của hoạt động địa chất. Mật độ bầu khí quyển của Sao Kim cao gấp 90 lần mật độ bầu khí quyển của Trái Đất và khô hơn Trái Đất rất nhiều. Cũng không có vệ tinh quay xung quanh sao Kim. Sao Kim là hành tinh nóng nhất trong Hệ Mặt trời, bầu khí quyển có nhiệt độ trên 400 °C. Bầu khí quyển của hành tinh này quá dày, không có từ trường. Bầu khí quyển của Sao Kim được cho là thường xuyên được bổ sung bởi núi lửa phun trào.

Các số liệu của Sao Kim

– Khoảng cách đến Mặt trời: 0,723 AU (108,2 triệu km)

– Chu kì quỹ đạo của Sao Kim: 224,68 ngày

– Sao Kim có chu kỳ tự quay là 243 ngày

– Khối lượng của Sao Kim: 4,87 x 1024

– Sao Kim có đường kính: 12.104 km

– Không có vệ tinh nào quanh sao Kim

Earth- Trái Đất

Trong các hành tinh vòng trong thì Trái Đất là hành tinh lớn nhất và cũng có mật độ lớn nhất.  Trái đất là hành tinh duy nhất có hoạt động địa chất mà chúng ta biết gần đây.  Đây cũng là một hành tinh có sự sống được biết đến duy nhất trong vũ trụ, có thủy quyển lỏng  và có thể quá trình kiến tạo mảng được nhìn thấy.  Thành phần oxy trong bầu khí quyển của Trái đất là yếu tố khác hẳn so với các hành tinh khác. Oxy chiếm 21 % trong bầu khí quyển. Trái đất có vệ tinh tự nhiên quay quanh là Mặt trăng So với các vệ tinh của các hành tinh đá trong hệ mặt trời thì Mặt trăng là vệ tinh lớn nhất.

Các số liệu về Trái Đất

– Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt trời: 1 AU (149,6 triệu km)

– Chu kì quỹ đạo 365,2 ngày

– Chu kì tự quay: 24 giờ ( Thời gian thực tế là 23h56’4”)

– Trái đất có khối lượng: 5,98x  1024

– Đường kính của Trái Đất: 12.756 km

– Nhiệt độ bề mặt của Trái Đất: 260-310k

– Có một vệ tinh quay quanh là mặt trăng

Mars- Sao Hỏa

Hành tinh này từng được cho là có hoạt động địa chất cách đây 2 triệu năm

Sao Hỏa có màu đỏ như lửa nên người phương Đông gọi hành tinh này là “hỏa” và người Phương Tây gắn nó với tên của vị thần chiến tranh hiếu chiến Mars  khi đi qua luôn để lại màu đỏ của máu và lửa.

Kích thước của sao Hỏa nhỏ hơn Trái Đất và Sao Kim. Bầu khí quyển của Sao Hỏa chủ yếu chứa Cacbon điôxít. Áp suất trên bề mặt khí quyển gần bằng 0,6 % so với Trái Đất. Những ngọn núi lửa khổng lồ hình thành trên sao hỏa. Ngọn núi lửa Olympus Mon, rặng thung lũng   Valles Marineris. Người ta cho rằng cách đây 2 triệu năm về trước trên hành tinh này có hoạt động địa chất. Bề mặt của Sao Hỏa có màu đỏ và có nhiều sát ôxít ở bề mặt. Hành tinh này có 2 mặt trăng nhỏ đó là Demios và Phobos được cho là bị sao Hỏa bắt giữ.

Các số liệu của Sao Hỏa

Khoảng cách từ Sao Hỏa đến Mặt trời: 1,524 AU ( 227,9 triệu km)

– Chu kì quỹ đạo của sao Hỏa 686,98 ngày

– Chu kì tự quay: 24,6 giờ

– Sao Hỏa có khối lượng: 6,42×1023

–  Đường kính của Sao Hỏa: 6.787 km

– Bề mặt của Sao Hỏa có nhiệt độ: 150-310k

– Sao Hỏa có 2 vệ tinh hay còn gọi là 2 mặt trăng Phobos và Deimos

Ngoài Trái Đất thì sao Hỏa là hành tinh duy nhất có thể có cơ hội cho con người tồn tại trong tương lai.

Vành đai tiểu hành tinh trong hệ mặt trời

Các tiểu hành tinh nhỏ với thành phần là đá khó nóng chảy và khoáng vật kim loại là chủ yếu. Vành đai tiểu hành tinh này nằm ở giữa Sao Mộc và Sao Hỏa, khoảng cách đến mặt trời là khoảng 2,2-3,3 AU.  Vành đai tiểu hành tinh được cho là tàn dư của sự hình thành hệ Mặt trời. Do sự giao thoa với sao Mộc nên chúng không thể hình thành nên một thiên thể.

Vành đai tiểu hành tinh Kuiper  và đai của các hành tinh vòng ngoài hệ mặt trời

Kích cỡ của các tiểu hành tinh này có thể là vài trăm kilômet nhưng cũng có thể là vi mô. Trừ Ceres (hành tinh lùn nhỏ nhất trong hệ mặt trời) thì mọi hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh này được phân loại thành các thiên thể nhỏ, nhưng có Vesta, hygiea được phân loại thành hành tinh lùn.

Có tới hàng triệu các vật thể nhỏ có đường kính trên 1km trong vành đai tiểu hành tinh.  Tổng khối lượng của vành đai tiểu hành tinh chỉ lớn hơn một phần nghìn về khối lượng của Trái Đất. Các hành tinh phân bố khá thưa thớt trên vành đai tiểu hành tinh chính, những tiểu hành tinh có đường kính từ 10-4 cho đến 10 m được phân thành thiên thạch.

Dựa trên các đặc tính về quỹ đạo của các tiểu hành tinh để chia thành nhóm tiểu hành tinh và họ tiểu hành tinh. Những tiểu hành tinh quay quanh hành tinh lớn hơn gọi là mặt trăng tiểu hành tinh và đôi khi kích cỡ của mặt trăng tiểu hành tinh bằng với kích cỡ của tiểu hành tinh mà chúng xoay quanh.  Sao chổi cũng nằm trong vành đai tiểu hành tinh này và có thể nguồn cung cấp nước cho Trái Đất chính là từ những sao chổi này.

Các tiểu hành tinh vòng trong hệ Mặt trời  gần Trái Đất  chuyển động hỗn loạn và quỹ đạo của chúng có thể cắt với quỹ đạo của các hành tinh bên trong.

Hành tinh hệ mặt trời vòng ngoài

Các hành tinh khí khổng lồ và các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh này năm ở vòng ngoài của Hệ Mặt trời. Trong vùng này cũng tồn tại nhiều sao chổi có chu kì ngắn và các tiểu hành tinh Centaur. Vì khoảng cách từ vùng ngoài này đến mặt trời lớn nên nên các thiên thể lớn trong vùng chứa chủ yếu các chất dễ bay hơi như amoniac, nước, mêtan và các chất dễ bay hơi này có thể tồn tại ở dạng rắn khi nhiệt độ thấp.

Bốn hành tinh ỏ vòng ngoài của Hệ Mặt trời là sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Tổng khối lượng của các hành tinh này này chiếm 99% khối lượng của tất cả các thiên thể quay quanh Mặt trời.

Trong đó Sao Mộc và Sao Thổ là 2 hành tinh khí có khối lượng lớn nhất chứa Heli và hiđrô là chủ yếu. Sao Thiên Vương và Hải Vương thì nhẹ hơn và khối lượng của nói còn nhỏ hơn so với Trái đất là 20 lần. Thành phần của 2 hành tinh này chủ yếu là băng và được gọi là hành tinh băng. Cả 4 hành tinh này đều có hệ vành đai xung quanh và chúng ta chỉ nhìn thấy vành đai của sao Thổ từ Trái Đất qua kính thiên văn.

Jupiter-Sao Mộc

Sao Mộc là hành tinh khí khổng lồ lớn nhất trong các hành tinh Hệ mặt trời

Sao Mộc là một hành tinh lớn nhất trong các hành tinh của Hệ Mặt trời. Jupiter là cái tên của vị thần tối cao trong thần thoại La Mã. Có rất nhiều vệ tinh xung quanh Sao Mộc và có nhiều hiện tượng được quan tâm.

Khoảng cách từ Sao Mộc đến Mặt trời là 5,2 AU và so với trái đất khối lượng của hành tinh này gấp 318 lần và so với tổng khối lượng của 7 hành tinh còn lại trong hệ mặt trời thì nó gấp 2,5 lần.  Thành phần chủ yếu của hành tinh này là heli và Hiđrô . Sao Mộc sản sinh lra một nhiệt lượng khổng lồ và tạo ra các dải mây và vết đỏ lớn. Đây là đặc trưng bán vĩnh cửu trong bầu khí quyển của nó.

Có tới 63 vệ tinh đã biết của sao Mộc và trong đó Ganymede, Callisto, Io, và Europa là 4 vệ tinh lớn nhất. Những vệ tinh này có những đặc trưng tương tự như các hành tinh đá cũng có nhiệt lượng bên trong, núi lửa.  Ganymede là vệ tinh có kích thước lớn hơn cả sao Thủy và là vệ tinh lớn nhất Hệ mặt trời.

– Các số liệu về sao Mộc:

Khoảng cách đến Mặt trời: 5,203 U

Chu kì quỹ đạo của Mộc Tinh: 11,86 năm

– Chu kì tự quay: 9,84 giờ

– Mộc tinh có khối lượng: 1,9x 1027  kg

– Đường kính của Mộc Tinh: 142.796km

– Nhiệt độ lớp khí bề mặt: 120k

– Mộc tinh có 69 vệ tinh xung quanh

Saturn- Sao Thổ

Ngoài trái đất thì sao Thổ là hành tinh đẹp nhất trong hệ mặt trời nhờ vành đai đặc biệt.

Ngoại trừ Trái Đất thì Sao Thổ được cho là hành tinh đẹp nhất trong các hành tinh trong hệ mặt trời. Vành đai đặc biệt của hành tinh này đã tạo nên vẻ đẹp riêng cho Sao Thổ. Tên của hành tinh này là Staturn là tên của cha thần Jupiter.

Khoảng cách từ sao Thổ đến mặt trời là 9,5 AU, hệ vành đai của hành tinh này rất lớn và giống với Sao Mộc về thành phần khí quyển và bầu khí quyển.  Thể tích của  Thổ Tinh so với Mộc  tinh chỉ bằng 60% nhưng khối lượng của Thổ tinh lại chỉ bằng 1/3 so với Mộc Tinh.  Điều này làm cho Thổ tinh trở thành hành tinh có mật độ nhỏ nhất trong số các hành tinh của Hệ Mặt trời.  Bụi, các hạt băng và đá nhỏ tồn tại trên vành đai của sao Thổ.

Hiện tại có 62 vệ tinh tự nhiên được xác định là mặt trăng của Sao Thổ. Trong số các vệ tinh này này thì có hai vệ tinh là Titan và Enceladus có dấu hiệu của hoạt động địa chất. Mặc dù trên hai vệ tinh này là những núi lửa băng. Trong thái dương hệ thì Titan là vệ tinh lớn thứ 2 và cũng lớn hơn cả sao Thủy. Và Titan cũng là vệ tinh duy nhất có bầu khí quyển đáng kể.

Các số liệu về Thổ Tinh

– Khoảng cách đến Mặt trời: 9,536 AU tương đương 1.427 triệu Km

– Chu kì quỹ đạo: 29,45 năm

– Chu kì tự quay: 10,2 h

– Thổ tinh có khối lượng 5,69 x 1026kg

– Đường kính của sao Thổ: 120.660km

– Nhiệt độ bề mặt là 88k

– Có 62 vệ tinh bao quanh sao Thổ

Uranus- Sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương là hành tinh nhẹ nhất trong các hành tinh của Hệ mặt trời

Vào 13/3/1781 nhà thiên văn William Herschel đã phát hiện ra hành tinh này và đặt tên hành tinh này theo tên của thần bầu trời Ouranos  trong thần thoại Hy Lạp chứ không phải như các hành tinh khác được đặt theo tên của thần thoại La Mã.

Khoảng cách từ Sao Thiên Vương đến Mặt trời là 19,6 AU, khối lượng của hành tinh này so với Trái đất gấp 14 lần và là hành tinh nhẹ nhất trong các hành tinh ở vòng ngoài Hệ Mặt trời.

So với mặt phẳng hoàng đạo, trục quay của Sao Thiên Vương có độ nghiêng trên 90 độ. Lõi của Sao Thiên Vương lạnh hơn nhiều so với các hành tinh khí khổng lồ khác, nhiệt lượng bức xạ vào không gian của hành tinh này cũng nhỏ.

Có 27 vệ tinh tự nhiên quanh Sao Thiên Vương đã được xác định và lớn nhất là Titania sau đó đến Oberon, Umbriel…

Các số liệu về Sao Thiên Vương

– Khoảng cách đến Mặt trời: 19,6 AU

– Chu kì quỹ đạo: 84,07 năm

– Chu kì tự quay: 17,9h

– Khối lượng Sao Thiên Vương: 8,68x 10^25 kg

– Đường kính: 51.118km

– Bề mặt có nhiệt độ: 59k

– Có 27 vệ tinh xung quanh Sao Thiên Vương

Neptune- Sao Hải Vương

Sao Hải Vương có màu xanh

23/9/1846 Sao Hải Vương được phát hiện và được đặt tên là Neptune do hành tinh này có màu xanh như nước biển. Tên của hành tinh này là tên của vị thần cai quản đại dương.

Kích cỡ của Sao Hải Vương nhỏ hơn sao Thiên Vương nhưng khối lượng của nó lại lớn hơn nên khối lượng riêng cũng lớn hơn. Nhiệt lượng mà nó bức xạ cũng nhiều nhưng ít hơn Sao Mộc và Sao Thổ.

Có 13 vệ tinh xung quanh Hải Vương tinh  đã biết. Trong đó Triton là vệ tinh lớn nhất và có hoạt động địa chất, đó là các mạch phun nitơ lỏng. Quỹ đạo của vệ tinh này là quỹ đạo nghịch hành. Có một số hành tinh vi hình tồn tại trên cùng quỹ đạo của Hải Vương tinh.

Các số liệu về sao Hải Vương

– Hải Vương tinh có khoảng cách đến mặt trời là 30,06 AU gần 4.497,1 triệu km

– Chu kì quỹ đạo: 164,8 năm

– Chu kì tự quay của sao Hải Vương là 19,1 h

– Hải Vương tinh có khối lượng 1,02×10^26 kg

– Đường kính của hành tinh này là: 48.600 km

– Bề mặt có nhiệt độ 48k

– Có 14 vệ tinh quay xung quanh Hải Vương tinh

Thám hiểm các hành tinh trong hệ mặt trời

Từ thời xưa các nhà thiên văn đã khám phá ra  các hành tinh  tính từ Sao Thổ đến mặt trời. Những vật thể đó được các nhà thiên văn học chiêm ngưỡng thông qua sự chuyển động của những vật thể đó. Dù việc phân biệt Sao hôm va  Sao mai có khó khăn nhưng họ vẫn phân biệt được Sao Kim và Sao Thủy không phải là cùng một vật thể.

Còn nhiều điều chưa được hiểu chính xác về Hệ Mặt trời và các hành tinh trong hệ. Trước đây người ta đã từng cho rằng Trái đất đứng yên và các vật thể trên trời di chuyển cũng chỉ là bên ngoài.  Mặt trời được cho là quay quanh Trái Đất và di chuyển trên một cái nền đứng im.

Hiện tại với sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật con người đã hiểu chính xác hơn về Hệ mặt trời. Mặt trời được coi là trung tâm và các hành tinh quay quanh Mặt trời. Điều khiến nhiều người ngỡ ngàng nhất là Trái Đất có quỹ đạo và nằm ở ngoại biên.

Con người đã có thể phát hiện nhiều hơn về Hệ Mặt trời nhờ sự phát minh ra kính viễn vọng. Các hành tinh trong Hệ mặt trời lần lượt được khám phá đặc biệt là vệ tinh lớn của Sao Mộc.

Ngày nay đang là sự khởi đầu của thời đại vũ trụ khi mà các tổ chức đã thực hiện những chuyến thăm dò vũ trụ bằng tàu vũ trụ không người lái. Luna 2 là tàu thám hiểm vũ trụ đầu tiên trên thế giới được hạ cánh xuống vật thể ngoài trái đất (chính là Mặt trăng). Con tàu vũ trụ của Liên Xô này hạ cánh xuống Mặt trăng vào năm 1959. Và từ đây các hành tinh xa hơn lần lượt được khám phá. 1965 tàu vũ trụ đáp xuống Sao Kim, 1976 là Sao Hỏa và 2001 là tiểu hành tinh 433 năm 2001.  vệ tinh Titan của Sao Thổ cũng được ghé thăm vào 2005. Năm 1973 các tàu vũ trụ cũng đã đi qua sao Thủy và các hành tinh khác.

Cũng trong năm này tàu khám phá vũ trụ đầu tiên khám phá các hành tinh ở vòng ngoài Hệ Mặt trời và bay qua sao Mộc, Sao Thổ vào năm 1979. Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương được tàu vũ trụ Voyager 2 tiến sát và Voyager  đã vượt qua ranh giới của Hệ Mặt trời vào tháng 6 năm 2006.

Tính đến năm 2006 thì chưa có tàu vũ trụ nào viếng thăm Sao Diêm Vương.

Con người đã có những bức ảnh chụp gần hơn về các hành tinh trong Hệ Mặt trời nhờ các con tàu vũ trụ và khí quyển của các hành tinh này cũng được xét nghiệm. Cuộc thám hiểm vũ trụ có người lái đã đưa con người đến Mặt trăng và lần cuối cùng con người ở đó là 1972. Và trong thập kỷ tới con người có thể quay lại Mặt trăng . Kế hoạch đưa con tàu vũ trụ có người lái lên Sao Hỏa cũng đang được thực hiện.

Hiện nay con người vẫn đang cố gắng tìm kiến sự sống bên ngoài Trái đất. Trung tâm nghiên cứu vũ trụ NASA của Mỹ đã thực hiện nhiều hoạt động khám phá những bí ẩn trong Hệ Mặt trời nơi mà Trái Đất thuộc về.

Ngoài vũ trụ mênh mông còn có nhiều những con tàu vũ trụ đang lơ lửng để ghi lại hình ảnh của các hành tinh khác. NASA đang nuôi tham vọng chinh phục được sao Diêm Vương- vùng sâu thẳm trong Hệ mặt trời. Hồi tháng 7 hình ảnh của Sao Diêm Vương đã được con tàu vũ trụ New Horizons ghi lại.

 

 

Mới đây các nhà khoa học đã phát hiện ra một hành tinh được cho là hành tinh thứ 10 trong hệ mặt trời. Vật thể này có kích thước to lớn tương đương với Sao Hỏa.

Quỹ đạo của vật thể băng giá này là một sự kỳ quặc. Nhiều nhà khoa học cho rằng đây có thể là một khối lượng lớn hành tinh. Nhóm vật thể vũ trụ bí ẩn được xác định bằng cách kiểm soát các mặt phẳng quỹ đạo của các vật thể tại vành đai Kupier.

Vành đai Kupier gồm những mảnh vỡ còn sót lại của sự hình thành Hệ Mặt trời và chúng đều quay quanh quỹ đạo. Vành đai này là một vùng băng giá có khoảng cách đến mặt trời tương đương với 55 lần khoảng cách từ Trái đất.

Các nhà nghiên cứu đã tính toán rằng các cạnh ngoài của quỹ đạo vòng đai KBO so với mặt phẳng không đổi  nghiêng 1 góc 8 độ. Có nghĩa là có thể có một hành tinh có lực hấp dẫn đang kép chúng lên.

Trong khoảng 60m của vành đai này có tới 33.000 vật thể và 3 hành tinh lùn.

Các nhà khoa học cho rằng vành đai Kuiper đã va chạm với một hành tinh khác và hình thành nên hành tinh thứ 10 trong hệ Mặt trời. Đây là một vật thể lớn khi có kích thước gần bằng sao Hỏa.  So với vật thể được cho là hành tinh tứ 9 thì vật thể mới này gần Trái Đất hơn nhiều.