VỆ TINH TỰ NHIÊN: ĐẶC ĐIỂM, SỰ HÌNH THÀNH, CHỨC NĂNG, VÍ DỤ - ARTE - 2025

Vệ tinh tự nhiên là các vật thể đá liên kết với các hành tinh bằng lực hấp dẫn. Thông thường chúng nhỏ hơn hành tinh mà chúng quay quanh. Vệ tinh tự nhiên còn được gọi là "mặt trăng" vì Mặt trăng là vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Sự hiện diện của những ngôi sao này khá phổ biến, vì ngoại trừ Sao Thủy, Sao Kim và Ceres, các hành tinh khác của Hệ Mặt Trời đều có mặt trăng quay xung quanh chúng.

Tổng số mặt trăng trong Hệ Mặt trời vẫn chưa được xác định, vì người ta tin rằng vẫn còn nhiều mặt trăng khác cần khám phá. Cho đến nay, người ta đã ghi nhận được sự tồn tại của 181, trong đó hành tinh Sao Thổ có số lượng lớn nhất: 82.

Một số vệ tinh tự nhiên của hệ mặt trời. Ganymede, tiếp theo là Titan, Callisto, Io và Mặt trăng là lớn nhất. Sao Kim có 0 mặt trăng Sao Hải Vương có 14. Người dùng: primefac

Các vệ tinh tự nhiên không có mặt trăng, tuy nhiên, có những tiểu hành tinh có, ví dụ (243) Ida là một tiểu hành tinh có vệ tinh tự nhiên: Dactyl.

Vệ tinh tự nhiên duy nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường là Mặt trăng của chúng ta. Để nhìn thấy các vệ tinh của Sao Mộc, bạn cần có kính thiên văn. Galileo Galilei là người đầu tiên phát hiện ra bốn cái lớn nhất vào năm 1610 và rửa tội cho chúng bằng những cái tên thần thoại: Io, Callisto, Europa và Ganymede.

Kể từ đó, mỗi vệ tinh mới được phát hiện đều được gán một cái tên thần thoại, ngoại trừ những vệ tinh của Sao Thiên Vương, được đặt theo tên các nhân vật trong William Shakespeare.

Hình ảnh động này cho thấy một vệ tinh tự nhiên quay quanh hành tinh mẹ. Nguồn: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

Đào tạo

Nguồn gốc của các vệ tinh tự nhiên có từ khi hệ mặt trời hình thành. Giả thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất hiện nay là giả thuyết hình cầu: từ tàn tích của một siêu tân tinh, một tinh vân gồm khí và bụi vũ trụ đã được hình thành, nhờ lực hấp dẫn đã kết tụ đủ vật chất để tạo ra Mặt trời ngay từ đầu.

Khi Mặt trời được tạo ra, một đĩa khí và bụi quay vẫn ở xung quanh nó, như đã được quan sát thấy ở các ngôi sao trẻ, trong đó những đĩa này thường xuyên xuất hiện.

Vật chất trong đĩa bao quanh ngôi sao đang ngưng tụ khi nó nguội đi và các hạt tạo nên nó va chạm. Theo thời gian, các hành tinh được hình thành, phôi của các hành tinh trong tương lai, và theo cách tương tự như vậy các vệ tinh có thể hình thành.

Theo cách này, các nhà vũ trụ học tin rằng tất cả các thiên thể trong hệ Mặt trời đều được hình thành, bao gồm cả chính Mặt trời, các hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh và sao chổi. Quá trình kết tụ và nén chặt của vật chất được gọi là quá trình bồi tụ.

Bây giờ câu hỏi vẫn là làm thế nào mỗi hành tinh có được vệ tinh tự nhiên của riêng mình. Trong hệ mặt trời của chúng ta, các hành tinh đá hoặc hành tinh bên trong có ít vệ tinh. Sao Thủy và Sao Kim thì không. Trái đất chỉ có một, đó là Mặt trăng, trong khi sao Hỏa có hai: Phobos và Deimos.

Nhưng các hành tinh khí bên ngoài đếm số lượng mặt trăng của chúng bằng hàng chục. Vì vậy, có một số giả thuyết cố gắng giải thích điều này:

- Các vệ tinh tách khỏi hành tinh và vẫn ở trong quỹ đạo của nó

- Hành tinh chụp được vệ tinh

-Cả hành tinh và vệ tinh hình thành một hệ thống ngay từ đầu.

Chuyển động của các vệ tinh tự nhiên

So sánh kích thước giữa Trái đất và Mặt trăng. Hình ảnh toàn bộ Trái đất của Apollo 17: NASHình ảnh qua kính của Trăng tròn: Gregory H. Revera

Tương tác hấp dẫn giữa các thiên thể trong hệ mặt trời dẫn đến những kịch bản phức tạp cho sự chuyển động của các vệ tinh. Những tương tác này sửa đổi quỹ đạo và đối với các chuyển động dịch và quay đã biết, những tương tác khác được thêm vào, chẳng hạn như các thủ thư.

Những chuyển động của vệ tinh hay sự ngập ngừng của Mặt trăng là những chuyển động dao động của vệ tinh được quan sát từ Trái đất. Nhờ các thủ thuật, mặc dù Mặt trăng luôn luôn hiển thị cùng một mặt với Trái đất, nhưng có thể thấy một tỷ lệ nhỏ bổ sung của mặt không nhìn thấy.

Các tương tác cũng làm thay đổi diện mạo của các vệ tinh và những tương tác này lần lượt là của hành tinh mà chúng quay quanh. Một chút nữa sẽ được nói về điều này sau.

Các loại vệ tinh tự nhiên

Đối với các loại, vệ tinh tự nhiên có thể là, ví dụ:

Vệ tinh thông thường

Các vệ tinh thông thường quay cùng hướng với hành tinh mẹ của chúng xung quanh Mặt trời, vì vậy rất có thể chúng xuất phát cùng lúc hoặc là kết quả của một sự kiện thảm khốc nào đó mà hành tinh này phải hứng chịu trong thời gian xa xôi.

Vệ tinh không thường xuyên

Chúng hầu như luôn quay theo hướng ngược lại với hướng của hành tinh mẹ (chúng quay ngược chiều), và quỹ đạo của chúng có xu hướng có độ lệch tâm lớn hơn và chúng ở xa hơn, do đó chúng thuộc loại vệ tinh có thể bắt được.

Vệ tinh tạm thời

Chúng thường là những tiểu hành tinh nhỏ được hành tinh chụp lại trong một thời gian, sau đó tiếp tục xâm nhập vào không gian. 2006 RH120 nhỏ, dài khoảng 10 feet, được cho là sẽ đến quỹ đạo Trái đất 20 năm một lần và được chụp ở đó, mặc dù nó có thể không phải là vệ tinh tạm thời duy nhất của Trái đất.

Ngoài ra còn có các tên gọi khác cho các vệ tinh tự nhiên theo tác động của chúng lên hành tinh hoặc theo cấu hình quỹ đạo của nó.

Chức năng

Vệ tinh tự nhiên của các hành tinh không được tạo ra để có bất kỳ chức năng cụ thể nào, không giống như vệ tinh nhân tạo. Chúng tồn tại do nhiều tương tác kiểu hấp dẫn và các quá trình vật lý khác mà một phần vẫn chưa được biết đến.

Quỹ đạo

Tuy nhiên, vệ tinh có những ảnh hưởng đáng kể đến các hành tinh mà chúng quay quanh. Suy nghĩ về ảnh hưởng của thủy triều là đủ để hiểu được ảnh hưởng to lớn của Mặt trăng đối với Trái đất.

Và không chỉ vậy, Mặt trăng còn góp phần định hình quỹ đạo Trái đất, để nếu thiếu nó, khí hậu và điều kiện sống ở đây sẽ bị ảnh hưởng không nhỏ.

Tương tự, các mặt trăng của các hành tinh khác giúp thiết lập quỹ đạo của các hành tinh mẹ và cấu hình các đặc điểm của chúng.

Cấu hình chuông

Điều đáng nói là trường hợp của các vệ tinh chăn cừu trên các hành tinh bên ngoài, được gọi như vậy vì với lực hấp dẫn của chúng, chúng giúp duy trì cấu hình của các vành đai trên các hành tinh như Sao Thổ, hành tinh có nhiều vành đai đáng chú ý nhất.

Xung quanh sao Thổ có một đĩa vật chất mỏng bao gồm các hạt rất mịn. Quỹ đạo của một số mặt trăng của nó, như Mimas, đi qua đĩa, phân tách nó thành các vòng. Sau đó người ta nói rằng các vệ tinh "sượt qua" các vành đai này một cách hấp dẫn, giữ cho khu vực xung quanh quỹ đạo của chúng được tự do.

Lực thủy triều

Lực thủy triều hiện diện giữa một hành tinh và các vệ tinh của nó, ví dụ như giữa Trái đất và Mặt trăng. Chúng là do thực tế là cả hai đều là các cơ thể mở rộng, có nghĩa là, với kích thước có thể đo được.

Vì vậy, lực tương tác hấp dẫn giữa hai vật không hoàn toàn đồng nhất, bởi vì có những điểm gần nhau hơn, ở đó độ lớn của lực hấp dẫn lớn hơn.

Hãy nhớ rằng lực hấp dẫn phụ thuộc vào khoảng cách giữa các vật. Nếu chúng ta muốn tính giá trị của chúng giữa Trái đất và Mặt trăng bằng phương trình Newton, chúng ta thường thực hiện bằng cách thay thế khối lượng tương ứng của chúng và khoảng cách giữa các tâm của chúng.

Bằng cách làm theo cách này, chúng tôi giả định rằng khối lượng của cả hai đều tập trung ngay tại trung tâm.

Nhưng mọi thứ sẽ thay đổi nếu bạn tính đến một điểm trên Trái đất nằm ở một khoảng cách nhất định từ trung tâm. Ví dụ trong hình sau, lực hấp dẫn của mặt trăng (bên trái) hơi khác nhau tại các điểm A, B, C và D. Ít nhất chúng ta mong đợi nó sẽ mạnh hơn tại điểm A, nơi gần hơn, và nhỏ hơn tại điểm B, xa hơn.

Hình 3. Các lực thủy triều do Mặt Trăng tác động chủ yếu khiến các đại dương dâng về phía nó khi thủy triều lên. Nguồn: Wikimedia Commons. Eman.

Trên thực tế, sự khác biệt không quá lớn, nhưng nó đủ để gây ra thủy triều trên mặt đất, vì các khối lượng của đại dương, ở dạng chất lỏng, dễ bị biến dạng hơn bởi lực hấp dẫn nhẹ do Mặt trăng tác động.

Một tương tác tương tự xảy ra giữa Trái đất và Mặt trời, mặc dù thực tế là Mặt trời ở xa hơn nhiều, nhưng phải tính đến rằng nó có khối lượng lớn hơn.

Thủy triều cao và thấp

Theo chu kỳ, các tác động của Mặt trăng và Mặt trời cộng lại và sau đó thủy triều cao hơn. Điều này xảy ra vào trăng non hoặc trăng tròn, khi ba ngôi sao thẳng hàng. Mặt khác, khi chúng ở góc vuông, các hiệu ứng thủy triều sẽ phản tác dụng lẫn nhau.

Lực thủy triều không chỉ có ở hệ Trái đất - Mặt trăng mà còn có ở khắp hệ mặt trời

Vệ tinh tự nhiên của trái đất

Quang cảnh Mặt trăng, vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái đất. Nguồn: Max Pixels.

Vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái đất là Mặt trăng của chúng ta. Nó là vệ tinh lớn nhất so với hành tinh mẹ.

Mặc dù bề mặt của nó là khắc nghiệt, nhưng ảnh hưởng của nó là phi thường đối với sự sống trên Trái đất: lực hấp dẫn của nó đã làm thay đổi quỹ đạo của Trái đất, kéo dài chu kỳ ánh sáng để có thời gian cho thực vật thực hiện quang hợp.

Trên Mặt trăng không có bầu khí quyển thoáng khí, nó thiếu nước lỏng và nhiệt độ thay đổi đột ngột. Nhưng nhờ nó mà các mùa và thủy triều xảy ra, và nó cũng biến đổi bầu khí quyển của Trái đất để làm cho nó thoáng khí.

Như thể vẫn chưa đủ, nó phục vụ như một hướng dẫn cho nông nghiệp và là nguồn cảm hứng vĩnh cửu cho các nhà khoa học, triết học, nhà thơ và những người yêu thích.

Vệ tinh tự nhiên của sao Hỏa

Hình 5. Phobos và Deimos. Nguồn: Wikimedia Commons. Không có tác giả đọc được bằng máy được cung cấp. RHorning giả định (dựa trên tuyên bố về bản quyền). .

Chúng là hai vệ tinh nhỏ (đường kính tối đa khoảng 10 km) và không đều được phát hiện vào cuối thế kỷ 19 bởi nhà thiên văn học người Mỹ Asaph Hall: Phobos và Deimos.

Chúng có thể đến từ vành đai tiểu hành tinh ngăn cách hành tinh bên trong và bên ngoài và được kéo bởi lực hấp dẫn của sao Hỏa.

Chúng quay quanh rất gần với hành tinh đỏ, với Phobos là hành tinh gần nhất, trong quỹ đạo từ 3000 km trở xuống. Các nhà thiên văn học tin rằng cuối cùng nó sẽ rơi xuống bề mặt sao Hỏa. Về phần Deimos, nó có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của sao Hỏa để trở thành một tiểu hành tinh độc lập.

Vệ tinh tự nhiên của sao Mộc

So sánh kích thước giữa các vệ tinh Galilean, Trái đất và Mặt trăng. Nguồn: Wikimedia Commons. Hydra92.

4 vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc được phát hiện nhờ vào kính viễn vọng mới ra mắt của Galileo, đó là lý do tại sao chúng được gọi là vệ tinh Galilean. Nhưng cho đến nay, gã khổng lồ khí có không ít hơn 79 mặt trăng, mặc dù mặt trăng Galilê là lớn nhất, có kích thước tương đương với hành tinh Mercury.

Một trong số chúng, Io, có bầu khí quyển, thực hiện một vòng quay hoàn toàn xung quanh Sao Mộc chỉ trong vòng chưa đầy 2 ngày và có mật độ trung bình tương tự như của Mặt Trăng.

Về phần mình, châu Âu có nhiều đá và có bầu không khí loãng. Chỉ mất chưa đầy 4 ngày để đi vòng quanh hành tinh và các nhà khoa học tin rằng nó có hoạt động kiến ​​tạo, giống như Trái đất.

Ganymede và Callisto là những mặt trăng lớn nhất, mất một tuần để lên quỹ đạo. Ganymede, mặt trăng lớn nhất trong toàn bộ hệ mặt trời, có từ trường riêng, bầu khí quyển loãng chứa oxy và có thể chứa nước lỏng, cũng như Callisto.

Tương tự như vậy, Sao Mộc có một số lượng lớn các mặt trăng khác, cả đều và không đều, một số có thể được hình thành bởi một phần của cùng một tinh vân có nguồn gốc từ sao Mộc do bồi tụ. Những người khác, đặc biệt là những hành tinh bất thường, chắc chắn đã bị lực hấp dẫn của Jovian bắt giữ khi họ tình cờ đi qua đủ gần hành tinh.

Vệ tinh tự nhiên của sao Thổ

Mimas, vệ tinh của Sao Thổ trong ảnh chụp từ Cassini. Nguồn: Wikimedia Commons.

Sao Thổ là hành tinh có nhiều vệ tinh nhất, khoảng 82 theo số liệu gần đây. Chúng tạo thành một hệ thống khá phức tạp, trong đó nổi bật là các vệ tinh chăn cừu, Trojan, những vệ tinh có chung quỹ đạo và vô số vệ tinh.

Quan trọng nhất, do kích thước của nó và vì nó có bầu khí quyển, là Titan. Mặt trăng này lớn thứ hai trong toàn bộ hệ Mặt trời, sau Ganymede, và có thể nhìn thấy từ Trái đất với sự trợ giúp của kính thiên văn.

Vào giữa thế kỷ 20, Gerard Kuiper đã phát hiện ra khí mê-tan trong bầu khí quyển của Titan, nhưng nhờ sứ mệnh Cassini-Huygens, giờ đây chúng ta biết rằng Titan là nơi có sức gió lên tới 210 m / s.

Đối với các mục đích so sánh, bão trên đất liền loại 5 là cơn bão dữ dội nhất và có sức gió với tốc độ chỉ hơn 70 m / s. Ngoài ra, những cơn mưa trên Titan là khí mê-tan, vì vậy triển vọng này là không mong đợi.

Mimas là một vệ tinh thú vị khác của Sao Thổ, mặc dù nhỏ hơn Titan. Chúng tôi đã đề cập đến anh ta trước đây như một người chăn cừu nhẫn. Nhưng điều nổi bật về bề mặt băng giá của nó là một hố va chạm lớn được đặt tên là Herschel theo tên người phát hiện ra nó. Ở trung tâm của miệng núi lửa có một ngọn núi cao khoảng 6000 mét.

Về phần mình, Iapetus được phân biệt bởi một bên tối hơn rõ rệt so với bên còn lại, mặc dù lý do là không rõ. Nó cũng có một hố va chạm khổng lồ có đường kính 500 km, nó nằm ở khoảng cách rất xa so với Sao Thổ, hơn nhiều so với các vệ tinh đáng chú ý khác và quỹ đạo cũng rất nghiêng.

Vệ tinh tự nhiên của sao Thiên Vương

Vệ tinh Miranda chụp từ Voyager. NASA / JPL-Caltech

Cho đến nay, 27 vệ tinh của hành tinh Uranus đã được thống kê, tất cả đều không có bầu khí quyển. Trong số đó có các vệ tinh chăn cừu, giống như trên Sao Thổ.

Hai nhóm vệ tinh lớn được phân biệt trên Sao Thiên Vương: bên trong và bên ngoài. Cái trước được làm từ băng và đá, trong khi thành phần của cái sau vẫn chưa rõ.

Titania và Oberon là những vệ tinh lớn nhất của Sao Thiên Vương, nhưng vệ tinh Miranda băng giá, vệ tinh nhỏ nhất trong số các vệ tinh chính, gây ấn tượng mạnh vì bề mặt hỗn loạn của nó, dường như đã phải chịu vô số tác động, hoặc có thể là một tác động cực kỳ dữ dội.

Cũng có thể nó đã bị ảnh hưởng rất nhiều bởi lực thủy triều do hành tinh mẹ Uranus gây ra nên mới xuất hiện vết nứt đáng lo ngại đó.

Vệ tinh tự nhiên của Sao Hải Vương

Cho đến nay có 15 vệ tinh của Sao Hải Vương và nổi bật nhất cũng là vệ tinh lớn nhất: Triton. Đó là một thế giới băng giá ngoài sức tưởng tượng, bởi vì theo dữ liệu, bề mặt ở 37 K hoặc -236,15 ºC.

Ở các cực, nitơ và các khí đông lạnh khác như carbon monoxide và dioxide rất nhiều. Nhìn từ không gian, Triton có một hình cầu gần như hoàn hảo tuyệt đẹp, khiến nó trở nên khác biệt với các vệ tinh khác, bất thường hơn của Sao Hải Vương.

Đối với các vệ tinh khác của Sao Hải Vương, chúng thuộc loại vệ tinh bất thường, vì vậy rất có thể hành tinh này đã bắt giữ chúng tại một thời điểm nào đó.

Vệ tinh tự nhiên của sao Diêm Vương

Kích thước so sánh Trái đất-Mặt trăng và Sao Diêm vương-Charon. Nguồn: NASA qua Wikimedia Commons.

Vệ tinh được biết đến nhiều nhất của Sao Diêm Vương là Charon, có kích thước tương tự với kích thước của hành tinh mẹ, đó là lý do tại sao nó được coi là một hệ nhị phân hơn là một hành tinh và vệ tinh của nó.

Charon được phát hiện vào năm 1975, loại trừ khả năng Sao Diêm Vương từng là vệ tinh của Sao Hải Vương. Ngoài nhị thức Pluto-Charon, còn có bốn vệ tinh nhỏ hơn nữa, được gọi là: Nix, Hydra, Cerberus và Styx.

Sao Diêm Vương và Charon ở trong quỹ đạo đồng bộ, có nghĩa là thời gian chúng quay quanh trục của chúng bằng thời gian chúng di chuyển trên quỹ đạo.

Người giới thiệu

1. Carroll, B. Giới thiệu về Vật lý Thiên văn Hiện đại. lần 2. Phiên bản. Lề.
2. Geoenccyclopedia. Các vệ tinh tự nhiên. Được khôi phục từ: geoenciclopedia.com.
3. Howell, E. Vệ tinh là gì? Được khôi phục từ: space.com.
4. Oster, L. 1984. Thiên văn học hiện đại. Biên tập Reverté.
5. Wikipedia. Vệ tinh tự nhiên. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Nguồn gốc và sự tiến hóa của các vệ tinh tự nhiên. Phục hồi từ: researchgate.net.