Nội dung

CÁC VÀNH ĐAI CỦA SAO THIÊN VƯƠNG

Thời đại mới trong lịch sử nghiên cứu hệ Thiên Vương tinh bắt đầu từ ngày l0-3-1977. Vào ngày hôm đó trong khi chuyển động trong bầu tròi Thiên Vương tinh đã che khuất một ngôi sao khá sáng. Nhiều nhà thiên văn học đã chuẩn bị quan sát sự kiện này, trong đó có cả việc chuẩn bị quan sát từ trên trạm thiên văn Cuipơ của Mỹ đặt trên máy bay ''Boeing''. Khi đo độ giảm ánh sáng của ngôi sao bằng một chiếc kính viễn vọng lớn (đường kính gương là 91 xăngtimet), các nhà khoa học đã hy vọng nhận được thông tin mới về khí quyển của Thiên Vương tinh. Kính Viễn vọng và máy móc đã được mở sẵn từ trước. Điều bất ngờ là các dụng cụ đã ghi lại được các hiện tượng tinh thực ngắn ngủi trước cả thời gian dự tính. Chúng ghi được chín lần ''nhấp nháy'' của ngôi sao trước và sau khi bị hành tinh che khuất. Như vậy là đã phát hiện ra được chín vành đai của Thiên Vương tinh đặc, hẹp, nằm xa nhau và có màu đen kịt.

Sự kiện này đã gây chấn động mạnh: sau hệ vành đai sao Thổ đã khám phá ra hệ vành đai hành tinh thú hai trong hệ Mặt Trời! Các hệ vành đai này hoàn toàn đối lộp với nhau. Các vành của Sao Thổ sáng, rộng, trong còn những vành của sao Thiên Vương lại hẹp hơn gấp nghìn lần, đen và bằng đá.

Về sau người ta đã quan sát được trên 200 lần che phủ sao của Thiên Vương tinh nhờ đó mà các nhà bác học đã nghiên cứu được đặc tính và xác định bán kính của các vành Thiên Vương tinh.

Các vành đai của Thiên Vương tinh là một bộ gồm chín ''mạng nhện'' đen. Bán kính quỹ đạo của chúng nằm trong phạm vi 40 – 50000 kilômet, còn chiều rộng chỉ từ 1 đến 10 kilômet và chỉ có vành ngoài ở chỗ rộng nhất lên đến 96 kilômet. Mỗi vành đều rộng nhất ở phần nằm cách xa hành tinh nhất. Bề dày của các vành sao Thiên Vương cũng như của sao Thổ được tính đến hàng chục mét. Các phần tử tạo nên các vành kích thước vài mét và phản chiếu trung bình khoảng 3% ánh sáng chiếu vào. Các vành có độ elip không lớn vờ nghiêng so với mặt phẳng xích đạo của Thiên Vương tinh. Chúng có các mép rõ ràng và mỗi vành chuyển động gần như một khối thống nhất. Trong các vành rộng nhất có thể trông rõ các cấu trúc đường kính quy mô có kilômet.

Sự ổn định và độ hẹp của các vành đã nảy sinh ra không ít vấn đề cho các nhà thiên văn học. Có thể là, gần Thiên Vương tinh còn có những vệ tinh cho được phát hiện và là nguyên nhân tạo thành các vành lạ lùng như vậy? Năm 1985 các nhà bác học đã phát hiện vị trí phân bố của các vành này tuân theo tỉ lệ cộng hưởng rất thú vị. Các nhà bác học đã đưa ra giả thiết cho rằng giữa ranh giới bên ngoài của các vành và vệ tinh Miranđa còn tồn tại một số vệ tinh chưa được khám phá và họ còn ước tính trước bán kính quỹ đạo của sáu vệ tinh giả thuyết tại khu vục cách hành tinh 50 – 70 nghìn kilômet.

Tháng 1 -1986 tàu ''Voyager -2'' bay ngang qua Thiên Vương tinh và đã nghiên cứu tỉ mỉ các vành hẹp đã được khám phá từ trước. Khu vực giữa các vành đặc chứa đầy một lớp bụi nhỏ li ti và trong suốt. Lớp bụi den này phân bố không đều và tạo thành một loạt cóc cấu trúc vành. Có một điều khám phá bất ngờ là lớp khí quyển bên ngoài của Thiên Vương tinh trải rộng ra đến tan các vành, điều đó đã dẫn tới sự hãm nhanh chóng của các phần tử của các vành. Như vậy là vấn đề về nguồn gốc và tính ổn định của các vành đai thực ra lại rất phức tạp.