Tìm hiểu mưa sao băng

Mưa sao băng xảy ra khi bụi hoặc các mảnh nhỏ từ các tiểu hành tinh hoặc sao chổi đi vào khí quyển Trái đất ở tốc độ rất cao. Khi băng qua khí quyển, chúng va quẹt với các hạt không khí và tạo ra ma sát, làm nóng các mảnh nhỏ. Nhiệt làm bốc hơi đa số mảnh nhỏ, tạo ra cái chúng ta gọi là sao băng.

Đa phần sao băng có thể nhìn thấy được ở độ cao chừng 60 dặm (96,5 km). Một số sao băng lớn nổ tung tóe, gây ra một lóe sáng rực rõ gọi là quả cầu lửa, chúng thường có thể nhìn thấy vào ban ngày và ở xa 30 dặm (48 km) vẫn có thể nghe thấy. Tính trung bình, các sao băng có thể lao vút trong khí quyển ở tốc độ khoảng 30.000 dặm/giờ (48.280 km/h) và đạt tới nhiệt độ khoảng 3000 F (1648 C).

Đa số sao băng rất nhỏ, một số nhỏ xíu như hạt cát, cho nên chúng biến mất trong không khí. Những sao băng lớn rơi tới mặt đất được gọi là thiên thạch và ta hiếm gặp chúng.

Bức ảnh này chụp trong đợt bão sao băng Leonid 1999 với camera 28 mm. Ảnh: NASA

Va chạm với Trái đất

Khi thiên thạch lao xuống đất, tốc độ của chúng chừng bằng một nửa tốc độ lúc mới đi vào khí quyển, chúng thổi tung những miệng hố gấp 12 đến 20 lần kích cỡ của chúng. Các hố thiên thạch trên Trái đất có nhiều như trên mặt trăng hoặc bất kì hành tinh đất đá nào khác. Những vật thể nhỏ hơn thì tạo ra những miệng hố hình bát. Những cú va chạm lớn hơn gây ra một cú giật ngược tạo ra một đỉnh nhọn ở giữa, dốc dần ra ngoài vành hố tạo thành các bậc thang. Những cú va chạm lớn nhất tạo ra các bồn địa trong đó nhiều cú giật ngược hình thành nên vài ba đỉnh nhọn ở bên trong.

Những thiên thạch lớn có thể phát nổ khi chưa tới đất, gây thiệt hại diện rộng từ vụ nổ và lửa cháy sau đó. Hiện tượng này xảy ra vào năm 1908 ở Siberia, trong cái gọi là sự kiện Tunguska. Vào ngày 30 tháng 6 năm 1908, trên khu vực rộng hàng trăm dặm, người ta đã nhìn thấy một quả cầu lửa lao vút qua bầu trời, cho thấy thiên thạch đã đi vào khí quyển ở một góc xiên. Nó nổ tung, gửi đi những làn gió nóng và tiếng nổ inh tai và làm chấn động mặt đất đủ mức làm vỡ cửa kính ở các ngôi làng lân cận. Một số hạt nhỏ bị thổi tung vào khí quyển thắp sáng bầu trời đêm trong vài ngày. Không có thiên thạch nào được tìm thấy, và trong nhiều năm nhiều nhà khoa học vẫn cho rằng vụ nổ đó là do một sao chổi gây ra. Ngày nay, lí thuyết được nhiều người tán đồng cho rằng một thiên thạch đã phát nổ ngay phía trên mặt đất.

Một sự kiện tương tự xảy ra trên bầu trời Chelyabinsk, Nga, khi một thiên thạch 17 m phát nổ cách mặt đất 12 đến 15 dặm vào ngày 15 tháng 2 năm 2013, làm hỏng các tòa nhà và làm bị thương hơn 1000 người. Theo phát biểu của Peter Brown thuộc trường đại học Western Ontario ở Canada, “Năng lượng của vụ nổ sau đó vượt quá 470 kiloton TNT” – mạnh gấp 30 đến 40 lần quả bom nguyên tử thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản, thời chiến tranh thế giới thứ hai.

Mặc dù sự kiện xảy ra ở Nga khiến dư luận quan tâm về khả năng các thiên thạch gây phá hủy Trái đất, nhưng đa số sao băng không gây ra nhiều thiệt hại như thế.

Ảnh nhân sao chổi Halley thu được bởi Camera Đa sắc Halley (HMC) trên phi thuyền vũ trụ Giotto, khi nó đi qua trong cự li cách nhân sao chổi 600 km vào ngày 13 tháng 3 năm 1986. Ảnh: ESA

Lịch sử

Thời xa xưa, các vật thể trên bầu trời đêm được gán cho ý nghĩa siêu nhiên và gắn liền với các vị thần và tôn giáo. Nhưng những cái người ta hiểu sai về sao băng kéo dài lâu hơn những cái người ta hiểu sai về đa số các thiên thể khác.

Các thiên thạch (các mảnh vỡ rơi tới mặt đất) từ lâu được xem là món quà được các thiên thần gửi tới. Những người khác thì nghĩ các vị thần đang thể hiện sự giận dữ của họ. Hồi thế kỉ 17, nhiều người tin rằng chúng rơi xuống từ những cơn cuồng phong (vì thế mà có tên gọi cuồng thạch). Nhiều nhà khoa học hoài nghi chuyện những hòn đá đó có thể rơi xuống từ các đám mây hay từ thiên đường, và thường thì họ không tin lời kể của những người khẳng định đã chứng kiến chuyện như vậy.

Vào năm 1807, một quả cầu lửa nổ tung trên bầu trời bang Connecticut ở Mĩ, và một vài thiên thạch đã rơi xuống đất. Lúc ấy, lần đầu tiên người ta nhặt được một vài thiên thạch, và một lí thuyết mới ra đời đề xuất rằng thiên thạch là những mảnh vỡ của các tiểu hành tinh hoặc hành tinh khác. (Một lí thuyết vẫn trị vì ngày nay.)

Thiên thạch lớn nhất được nhặt ở nước Mĩ đã rơi xuống một cánh đồng lúa mì ở miền nam bang Nebraska vào năm 1948. Những người chứng kiến đã nhìn thấy một quả cầu lửa khổng lồ vào chiều hôm ấy mà theo một số người mô tả là nó sáng hơn cả mặt trời. Thiên thạch đó được tìm thấy nằm sâu dưới đất 10 feet. Nó cân nặng 2360 pound.

Hố thiên thạch nổi tiếng nhất ở nước Mĩ được đặt tên không đúng là Hố Sao băng. Nó nằm ở bang Arizona, và nó có kích cỡ rất lớn. Vành hố cao hơn vùng đất phẳng xung quanh 150 feet, và đáy hố sâu 600 feet và hố rộng gần một dặm. Nó là miệng hố đầu tiên được chứng minh là do va chạm thiên thạch gây ra, sự kiện xảy ra đâu đó từ 20.000 đến 50.000 năm trước.

Mưa sao băng

Người ta thường thấy sao băng rơi riêng lẻ từng ngôi – một ở đây, một ở kia. Nhưng có những thời điểm nhất định trong năm có hàng tá hoặc thậm chí hàng trăm sao băng mỗi giờ sẽ thắp sáng bầu trời đêm, chúng dường như đến từ một góc của bầu trời, tỏa ra theo mọi hướng, và tuần tự nhau rơi xuống Trái đất.

Có một số đợt mưa sao băng thường kì mà các nhà thiên văn và các nhà quan sát nghiệp dư chờ đợi hằng năm. Mưa sao băng được đặt tên theo chòm sao nơi chúng xuất hiện. Ví dụ, mưa sao băng Orionid đến từ chòm sao Orion tráng lệ, còn mưa sao băng Perseid đến từ chòm sao Perseus.

Ảnh chụp mưa sao băng Quadrantid trên bầu trời đêm Florida. Ảnh: Richard Hay

Mưa sao băng Leonid: Sáng nhất và ấn tượng nhất là mưa sao băng Leonid, nó tạo ra một trận bão sao băng tràn ngập bầu trời với hàng nghìn sao băng mỗi phút lúc cao trào. Thật vậy, thuật ngữ “mưa sao băng” được được tên sau khi các nhà thiên văn quan sát một trong những màn trình diễn ấn tượng nhất của mưa sao băng Leonid vào năm 1833. Những màn trình diễn đẹp mắt nhất của mưa sao băng Leonid xảy ra cách nhau khoảng 33 năm, với đợt mưa lộng lẫy gần nhất là hồi năm 2002; bạn phải chờ đến năm 2028 mới được chiêm ngưỡng đợt mưa cao trào lộng lẫy lần nữa.

Mưa sao băng Perseid: Một cơn mưa sao băng khác đáng để bạn thức đêm chờ đợi là mưa sao băng Perseid, nó gắn liền với sao chổi Swift-Tuttle, ngôi sao chổi mất 133 năm để quay một vòng quanh mặt trời. Trái đất cắt qua quỹ đạo của sao chổi này vào tháng tám hằng năm. Nó không dữ dội như mưa sao băng Leonid, nhưng nó là mưa sao băng được quan sát rộng rãi nhất trong năm, đạt cao trào vào ngày 12 tháng tám với hơn 60 sao băng mỗi phút.

Mưa sao băng Orionid: Mưa sao băng Orionid đến từ sao chổi Halley, ngôi sao chổi quay xung quanh mặt trời mỗi vòng chừng 75 đến 76 năm. Mưa sao băng Orionid diễn ra vào tháng mười hằng năm và có thể kéo dài một tuần, trình diễn khoảng 50 đến 70 sao băng mỗi giờ lúc cực đại.

Mưa sao băng Quadrantid: Mưa sao băng Quadrantid đến từ những mảnh vụn của một tiểu hành tinh gọi là 2003 EH1, có khả năng nó là một phần của một sao chổi đã vỡ hàng thế kỉ trước. Các mảnh vụn đã đi vào khí quyển Trái đất vào đầu tháng 1 năm 2012 và mang lại một màn trình diễn ngắn kéo dài vài giờ đồng hồ.

Mưa sao băng Geminid: Giống mưa sao băng Quadrantid, mưa sao băng Geminid cũng xuất xứ từ các hạt bụi của một tiểu hành tinh, lần này là một tiểu hành tinh gần Trái đất tên gọi là 3200 Phaeton. Các cơn mưa sao băng phần lớn đến từ sao chổi, vì thế việc có một tiểu hành tinh là bố mẹ khiến mưa sao băng Quadrantid và Geminid khác biệt với các mưa sao băng khác. Mưa sao băng Geminid trình diễn tới 40 sao băng mỗi giờ lúc cực đại theo hướng chòm sao Gemini.

Các mưa sao băng khác đáng để bạn chiêm ngưỡng là mưa sao băng Eta Aquarid và Lyrid.

Nơi tốt nhất để ngắm mưa sao băng

Bán cầu Bắc là nơi tốt nhất để quan sát đa số các cơn mưa sao băng. Ví dụ, Bắc Mĩ nằm ngay bên dưới vùng trời xảy ra mưa sao băng Quadrantid tháng giêng.

Mặt trăng sáng có thể làm lu mờ cảnh tượng mưa sao băng, trừ những mưa sao băng sáng nhất. Ô nhiễm ánh sáng đô thị cũng làm hỏng cảnh quan đêm, vì thế nơi tốt nhất để chiêm ngưỡng mưa sao băng là ở vùng nông thôn.

Đa số mưa sao băng ngắm đẹp nhất là vài giờ trước bình minh, khi phần mặt đất mà bạn đang đứng đang hướng theo chiều quỹ đạo của Trái đất. Mưa sao băng tựa như những con bọ lao vào kính chắn gió trên xe hơi. Mặt khác, vào những giờ sau hoàng hôn, mưa sao băng ít hơn – na ná như những con bọ lao vào kính chiếu hậu của ô tô.

Thời điểm tốt nhất để ngắm mưa sao băng

Mưa sao băng có thể được nhìn thấy vào những thời điểm khác nhau trong năm tùy thuộc khi Trái đất đang cắt qua đường đi của sao chổi hay tiểu hành tinh nào. Một số mưa sao băng xảy ra thường niên; những đợt mưa khác chỉ xảy ra trong khoảng thời gian vài năm, còn một số đợt mưa ngoạn mục nhất – bão sao băng – chỉ xảy ra một hoặc hai lần trong một đời người.

Điều kiện thời tiết cũng có thể gây trở ngại cho việc ngắm mưa sao băng. Bầu trời trong lành là món quà đẹp cho những người yêu thích bầu trời đêm, đó là lí do vì sao mưa sao băng vào mùa hè có nhiều người chiêm ngưỡng hơn mưa sao băng xảy ra trong những tháng mùa đông.

Nguồn: Nola Taylor Redd, Space.com