SAO CHỔI CẬN CẢNH
Sao chổi là những thiên thể kéo dài nhất của hệ Mặt Trời. Một đầu của sao chổi năm 18l l có thể tích lớn hơn 6 - 8 lần Mặt Trời. Đuôi của sao chổi năm l882 dài hơn cả khoảng cách từ Mặt Trời đến sao Mộc. Dù có những đuôi khổng lồ như vậy, nhưng do được cấu thành từ plasma, khí và khói ở mức độ khá loãng nên môi trường vật chất như vậy ở trên Trái Đất vẫn được coi là một trường chân không, sao chổi là cái ''không có gì'' mà nhìn thấy được. Nhưng cốt lõi của cái ''không có gì'' này lại là cái có gì: lõi (nhân) rắn của sao chổi, mà tất cả bắt đầu từ đó.
Chúng ta hãy thử đi vào lõi của một sao chổi đang vội vã tiến về phía Mặt Trời và đi cùng nó một đoạn đường. Cứ lấy lõi sao chổi Halây làm ví dụ: nó giống một ''chiếc giày'' có kích thước 16 x 8 km, trong các bức ảnh mà các con tàu ''Vega'' và ''Giotto'' chụp được năm 1986.
Lõi này được cấu tạo từ băng, đặc chặt ở bên trong và xốp mềm ở bên ngoài. Khi còn cách xa Mặt Trời và đang ủ lạnh ở nhiệt độ 260oC, sao chổi đang ngủ một giấc ngủ rất sâu: nó chưa có đầu và cũng chưa có đuôi.
Phần lớn băng (hơn 80%) là nước, phồn còn lại là axit cacbonic rắn (gọi là ''băng khô''), băng mêtan, băng amôniac và các khí bị đóng băng khác. Vật chất của lõi xứng đáng được nghiên cứu. Bởi trong chiếc ''tủ lạnh'' này rất có thể chứa đựng những di tích vật chất hữu cơ những viên gạch dầu tiên xây dựng nên sự sống trên Trái Đất . Băng sao chổi hơi ''bẩn'': nó được pha trộn với bụi và đá. Khi bị nung nóng, băng bắt đầu bay hoi và cũng giống như các đống tuyết trong thành phố trên bề mặt lõi chỉ còn sót lại lớp vỏ nhiễm bẩn.
Bụi ở vỏ nhỏ hơn hàng ngàn lần so với bụi mùa hè trên bệ cửa sổ. Các hạt bụi thậm chí không thể nhìn thấy được bằng kính lúp. Chúng có khoảng nghìn tỷ trong một milimét vuông. Ngoài ra còn có các hạt to hơn như cát và hạt đá. Và bụi tro vũ trụ, trong đó có bụi, đá và băng của sao chổi rất có thể đã nhào nặn ra các hành tinh và Trái Đất khoảng 5 năm trước.
Ở cách Mặt Trời 4,5 đơn vị thiên văn khi mức độ nung nóng của sao chổi bằng l /20 của Trái Đất và nhiệt độ lớp băng bề mặt tăng lên -140oC, Lớp băng hở bên ngoài bắt đầu bốc hơi. Không phải là tan ra mà chính xác là bốc hơi. Sự chuyển hoá vật chất từ thề rắn sang thể khí bỏ qua giai đoạn thể lỏng này được gọi là sự thăng hoa. Quá trình này diễn ra ngày càng rõ hơn. Ban đầu các chất mêtan, amôniac, hyđrô, xian bốc hơi tạo ra một bầu khí quyển trong suốt: phần đầu của sao chổi. Đến gần quỹ đạo của Hoả Tinh axit cacbonic thăng hoa. Tan sau cùng là nước, bởi nước cần nhiều nhiệt hơn để bốc hơi. Các chất khí của khí quyển sao chồi cũng thay đổi. Quang tử ánh sáng Mặt Trời, khi va phải các phân tử khí, liền ion hoá vật chất bằng cách đánh bật các êlectron ra khỏi nguyên tử. Nhưng từ Mặt Trời đi đến không chỉ có ánh sáng mà còn cả gió Mặt Tròi. Dòng các hạt tích điện này, từ Mặt Trời toả ra khắp các phía, mang theo một phần từ trường của Mặt Trời. Gặp đầu sao chổi, gió Mặt Trời dùng tù trường bủa lấy các ion khí sao chổi như bủa lưới và cuốn chúng rời xa Mặt Trời với tốc độ 500 - l000 km/giây, tạo ra phần đuôi plasma dài và thẳng như tia sáng của đèn pha. Gió Mặt Trời không tác dụng lên các hạt không tích điện. Các hạt này được giữ tại ở lõi, và làm đầy thêm đầu của sao chổi.
Cuối cùng, từ dưới lớp vỏ nâu bắt đầu phun ra các suối phun khí. Khí quyển càng lúc càng toả rộng hơn, đầu càng lúc càng phình to hơn và ánh phát quang lạnh càng rõ hơn. Khí sao chổi phát quang giống như khí loãng ở các đèn tuýp (đèn ống).
Thậm chí cột khí áp yếu cũng có thể đẩy lên cao những đám bụi khổng lồ. Vào thời điểm này người quan sát từ Trái Đất sẽ thấy đầu sao chổi sáng hơn do các đám sương mù bụi phản quang nhiều hơn so với các khí lạnh trong suốt. Các quang tử gặp các hạt bụi, và mặc dù áp suất của chúng lên các hạt bụi không mạnh và hiệu quả như gió Mặt Trời, nhưng cũng góp phần ''xua'' các hạt bụi ra xa Mặt Trời. Và chúng tạo thành một cái đuôi thứ hai không thẳng như lõi kiếm mà cong như một thanh gươm cong vậy: bụi tách khỏi đầu chậm hơn, và cái đuôi được kéo lê thê theo một quỹ đạo cong.
Hình dáng sao chổi thì khá đa dạng, tuy nhiên khi xem trên ảnh hoặc trên cảnh thực, luôn dễ dàng nhận ra cái thì có đuôi ion, cái thì có đuôi bụi, cái lại có cả hai đuôi. Còn có các kiểu đuôi khác nữa, thậm chí có cả ''râu'', nhưng chúng ta sẽ không đi sâu vào vấn đề này.
Khi đi vào trong quỹ đạo Trái Đất, sao chổi rơi vào vùng bị đốt nóng mạnh. Các suối khí và bụi phun liên tục về hướng Mặt Trời. Lõi có thể mất 30 – 40 tấn mỗi giây. Nhưng ấn tượng nhất là các vụ nổ dưới lớp vỏ. Sức mạnh nào và bằng cách nào đã làm bốc hơi trong lòng sâu một khối băng khổng lồ cỡ 5 ngôi nhà 6 tầng và thải ra một lượng khí khổng lồ xa 20 – 30 nghìn km? Đây là điều bí ẩn chính của sao chổi.
Nếu tiến đến quá gần Mặt Trời, lõi sao chổi có nguy cơ tan rã, nổ thành các mảnh nhỏ như đã từng xảy ra. Nhưng nếu sao chổi bình yên đi qua điểm cận nhật thì nó vùng vẫy không lâu nữa rồi dịu xuống và đông đặc lại cho đến cuộc gặp tiếp theo với Mặt Trời.
