Giải thích hiện tượng sao chổi (khái niệm, nguyên nhân, xảy ra khi nào...)

2+2=? 1. Khái niệm Sao Chổi:

• Sao chổi (Comet) là một thiên thể băng giá nhỏ bé, thường có kích thước vài kilômét, cấu tạo chủ yếu từ băng (nước đá, băng methane, băng ammonia,...), bụi và các hạt đá nhỏ. Chúng thường di chuyển trong quỹ đạo elip rất dẹt quanh Mặt Trời.
• Khi một sao chổi tiến gần Mặt Trời, nhiệt độ tăng lên làm băng bốc hơi (thăng hoa), giải phóng bụi và khí. Áp suất của gió Mặt Trời và bức xạ Mặt Trời đẩy các vật chất này ra xa khỏi hạt nhân, tạo thành coma (đầu sao chổi), một lớp khí quyển mờ bao quanh nhân, và đuôi sao chổi, một dải vật chất dài và sáng kéo dài ra phía sau.

2. Nguyên nhân hình thành đuôi sao chổi:

• Sự thăng hoa của băng: Khi sao chổi tiến gần Mặt Trời, nhiệt độ bề mặt nhân tăng lên. Các loại băng khác nhau bắt đầu thăng hoa ở các khoảng cách khác nhau. Nước đá thường thăng hoa mạnh mẽ khi sao chổi ở gần quỹ đạo của Sao Hỏa.
• Áp suất bức xạ Mặt Trời: Các photon ánh sáng từ Mặt Trời va chạm vào các hạt bụi trong coma và đuôi, truyền động lượng và đẩy chúng ra xa Mặt Trời. Điều này tạo ra một phần của đuôi sao chổi, thường gọi là đuôi bụi. Đuôi bụi thường có màu vàng nhạt do ánh sáng Mặt Trời phản xạ từ các hạt bụi.
• Gió Mặt Trời: Gió Mặt Trời là dòng các hạt tích điện (chủ yếu là proton và electron) liên tục thổi ra từ Mặt Trời. Khi gió Mặt Trời tương tác với các ion (nguyên tử hoặc phân tử mất hoặc nhận electron) trong coma, lực từ trường của gió Mặt Trời sẽ kéo các ion này ra xa Mặt Trời, tạo thành đuôi ion (hoặc đuôi plasma). Đuôi ion thường có màu xanh lam do sự phát quang của các ion carbon monoxide.
• Hướng của đuôi sao chổi: Do áp suất bức xạ và gió Mặt Trời luôn thổi ra từ Mặt Trời, đuôi sao chổi thường hướng ra xa Mặt Trời, bất kể sao chổi đang tiến lại gần hay rời xa Mặt Trời. Điều này có nghĩa là đôi khi đuôi sao chổi sẽ đi trước đầu sao chổi trên quỹ đạo của nó.

3. Sao chổi xảy ra (quan sát được) khi nào?

• Khi sao chổi tiến đủ gần Mặt Trời: Để một sao chổi trở nên đủ sáng để quan sát được bằng mắt thường hoặc kính thiên văn nghiệp dư, nó phải tiến đủ gần Mặt Trời để băng thăng hoa mạnh mẽ, tạo ra coma và đuôi đủ lớn và sáng.
• Khi quỹ đạo của sao chổi cắt ngang hoặc gần với quỹ đạo của Trái Đất: Ngay cả khi một sao chổi rất sáng, nếu quỹ đạo của nó không đưa nó đến gần Trái Đất, chúng ta cũng khó có thể quan sát được. Những sao chổi "lớn" và dễ quan sát thường là những sao chổi có quỹ đạo đưa chúng vào bên trong quỹ đạo của Sao Hỏa.
• Thời điểm quan sát thuận lợi: Thời điểm tốt nhất để quan sát một sao chổi phụ thuộc vào vị trí của nó trên bầu trời so với Mặt Trời và Trái Đất. Thông thường, sao chổi dễ quan sát nhất vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn, khi Mặt Trời đã khuất hoặc sắp mọc, và sao chổi ở vị trí cao hơn đường chân trời.
• Chu kỳ quỹ đạo: Sao chổi có thể có chu kỳ quỹ đạo ngắn (vài năm đến vài trăm năm) hoặc chu kỳ quỹ đạo rất dài (hàng nghìn đến hàng triệu năm), hoặc thậm chí chỉ đi qua Hệ Mặt Trời một lần duy nhất. Những sao chổi có chu kỳ ngắn sẽ xuất hiện lại theo chu kỳ của chúng, trong khi những sao chổi có chu kỳ dài hoặc không chu kỳ có thể là những sự kiện hiếm gặp.

Ví dụ về các sao chổi nổi tiếng:

• Sao chổi Halley: Một sao chổi chu kỳ ngắn, xuất hiện khoảng 76 năm một lần và đã được quan sát từ thời cổ đại. Lần xuất hiện gần nhất của nó là vào năm 1986 và lần tiếp theo dự kiến vào năm 2061.
• Sao chổi Hale-Bopp (C/1995 O1): Một sao chổi rất sáng và dễ quan sát vào năm 1997, có chu kỳ quỹ đạo rất dài.
• Sao chổi NEOWISE (C/2020 F3): Một sao chổi sáng xuất hiện vào mùa hè năm 2020 và có thể quan sát được bằng mắt thường ở nhiều nơi trên thế giới.