Sao Kim
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia




Sao Kim Đặc điểm của quỹ đạo (Kỷ nguyênJ2000) Đặc điểm của hành tinh Cấu tạo của khí quyển

Sao Kim, do phi thuyền Pioneer Venus Orbiter chụp bằng phim tử ngoại
Bán trục lớn	108.208.926 km hay 0,72333199 đơn vị thiên văn.
Chu vi	680 × 106 km hay 4,545 đơn vị thiên văn hay 0,723 lần Trái Đất.
Độ lệch tâm	0,00677323 hay 0,401 lần Trái Đất.
Cận điểm	107.476.002 km hay 0,7184327 đơn vị thiên văn.
Viễn điểm	108.941.849 km hay 0,72823128 đơn vị thiên văn.
Chu kỳ theo sao	224,70096 ngày hay 0,6151977 năm hay 0,415 lần Trái Đất.
Chu kỳ giao hội	583,92 ngày hay 1,5987 năm.
Vận tốc quỹ đạo:
- trung bình	35,020 km/s hay 1,176 lần Trái Đất.
- tối đa	35,259 km/s hay 1,164 lần Trái Đất.
- tối thiểu	34,784 km/s hay 1,188 lần Trái Đất.
Độ nghiêng	3,39471° với Hoàng Đạo hay 3,86° với xích đạo Mặt Trời.
Hoàng kinh của điểm nút lên	76,68069°
Acgumen của điểm cận nhật	54,85229°
Tổng số vệ tinh	0
Đường kính:
- tại xích đạo	12.103,7 km hay 0,9499 lần Trái Đất.
- qua hai cực	12.103,7 km hay 0,9499 lần Trái Đất.
Độ dẹt	0
Diện tích	460 × 106 km² hay 0,902 lần Trái Đất.
Thể tích	928 × 109 km³ hay 0,857 lần Trái Đất.
Khối lượng	4868,5 × 1021 kg hay 0,815 lần Trái Đất.
Khối lượng riêng	5,243 kg/m³ hay 0,951 lần Trái Đất.
Gia tốc trọng trường tại xích đạo	8,87 m/s² hay 0,905 lần Trái Đất.
Vận tốc thoát ly	10,36 km/s hay 0,926 lần Trái Đất.
Chu kỳ quay quanh trục	-243,0185 ngày hay 5832,4416 giờ hay 243,686 lần Trái Đất.
Vận tốc quay quanh trục tại xích đạo	6,52 km/h hay 0,0039 lần Trái Đất.
Độ nghiêng trục quay	2,64° hay 0,113 lần Trái Đất.
Xích kinh của cực bắc	18 h 11 m 2 s (hay 272,76°)
Xích vĩ của cực bắc	67,16°
Hệ số phản xạ	0,65 hay 1,77 lần Trái Đất.
Nhiệt độ tại bề mặt:
- tối thiểu	228K (hay -45°C)
- trung bình	737K (hay 464°C)
- tối đa	773K (hay 500°C)
Áp suất khí quyển tại bề mặt	9321,9 kPa hay 93,219 lần Trái Đất.
CO2 N2 SO2, H2O, CO, Ar, He, Ne, HCl, HF	96% 3% một phần nhỏ

Sao Kim, còn gọi là Kim Tinh, Sao Hôm, Sao Mai (tên tiếng Anh: Venus) thật ra không phải là một ngôi sao, mà là hành tinh gần Mặt Trời thứ nhì của Thái Dương Hệ và là loại hành tinh có đất và đá giống như Trái Đất (terrestrial planet). Kích thước, khối lượng và trọng lực[cần dẫn nguồn] của Sao Kim suýt soát với Trái Đất nên hai hành tinh này vẫn thường được coi như hai hành tinh sinh đôi. Ngoại trừ các điểm đó, Trái Đất và Sao Kim, trên thực tế, khác hẳn nhau: một nơi có khí hậu ôn hoà, nơi kia cực kỳ nóng; áp suất khí quyển ở một nơi thì vừa phải, áp suất nơi kia cực cao đủ để bóp bẹp một chiếc xe bọc sắt; không khí một nơi có nhiều hơi nước, dưỡng khí và thuận lợi cho sự sống, không khí nơi kia dầy đặc với chất độc, thán khí và các axít ăn thủng được kim loại. Với mắt trần Sao Kim là thiên thể sáng thứ ba trên bầu trời, sau Mặt Trời và Mặt Trăng. Cấp sao biểu kiến của Sao Kim biến đổi trong khoảng -4,6m đến -3,8m

Tên tiếng Việt của sao Kim được rập khuôn theo tên do Trung Quốc đặt, dựa vào nguyên tố kim của Ngũ Hành; chữ Nho viết là 金星. Nhưng người Việt còn gọi là sao Hôm, khi hành tinh này mọc lên lúc hoàng hôn, và sao Mai, khi hành tinh này mọc lên lúc bình minh. Các văn hóa Tây phương dùng tên thần Venus (tiếng Việt là Vệ nữ), vị nữ thần của sắc đẹp và của tình yêu trong thần thoại La Mã, cho hành tinh này; trong thần thoại Hy Lạp tên của vị thần này là Aphrodite (Αφροδίτη). Sao Kim được các nền văn hóa thượng cổ để ý đến vì độ sáng của nó. Người Hy Lạp cổ đại tuy biết Sao Kim xuất hiện trên bầu trời cả ban ngày lẫn ban đêm nhưng, giống như người Việt, vẫn đặt tên riêng cho Sao Hôm là Hesperus và cho Sao Mai là Phosphorus. Các nền văn hóa cổ khác như Ai Cập, Babylon, Maya, Ả Rập, Trung Hoa, Ấn Độ ... không chỉ có tên riêng cho Sao Kim, và cả cho Sao Hôm và Sao Mai, mà còn có nhiều văn kiện quan trọng nghiên cứu về hành tinh này qua nhiều thế hệ.

Khí quyểnBài chi tiết: Khí quyển Sao Kim

Cấu trúc các đám mây trên Sao Kim, hình chụp tia tử ngoại




Sao Kim có một bầu khí quyển rất đặc với 96% thán khí (cacbon điôxít), 3% đạm khí (nitơ) và các loại axít khác nhau. Áp suất khí quyển của Sao Kim cao hơn 90 lần áp suất khí quyển tại mặt biển của Trái Đất. Sao Kim hấp thụ nhiệt mà không bức xạ được nhiệt ra ngoài không gian vì bầu khí quyển có quá nhiều thán khí. (Đây là một hiện tượng mà rất nhiều nhà khoa học sợ là sẽ xẩy ra cho Trái Đất nếu các kỹ nghệ trên thế giới tiếp tục thải thán khí vào bầu khí quyển. Xin xem Hiệu ứng nhà kính) Nhiệt độ bề mặt của Sao Kim, do đó, rất cao – nóng hơn Sao Thủy mặc dù Sao Kim cách xa Mặt Trời gấp đôi Sao Thủy và rất ít ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng vào bề mặt của Sao Kim.

Một hậu quả của các chất hóa học nặng trong không khí là những lớp mây dầy đặc che kín hành tinh này. Mây của Sao Kim chứa những hạt chất lỏng nhỏ li ti; nhưng thay vì những hạt nước như tại Trái Đất, đây là những hạt axít. Những lớp mây này phản chiếu đa số ánh sáng Mặt Trời và khiến cho Sao Kim trở thành một trong những ngôi sao sáng nhất trên bầu trời (sao Kim có thể nhìn thấy bằng mắt thường kể cả ngay sau khi Mặt Trời mọc). Nếu không có những lớp mây này, nhiệt độ của Sao Kim, dù đã quá nóng, sẽ còn nóng hơn nữa vì sẽ không có gì ngăn cản ánh sáng Mặt Trời.

Gió trong các lớp mây của Sao Kim có thể đạt đến 350 km/h nhưng tại bề mặt chỉ vài km/h. Tuy nhiên, với một lượng axít cao, gió trên bề mặt Sao Kim có thể ăn mòn các vật cản trở một cách dễ dàng – một trong những lý do tại sao máy móc gửi lên từ Trái Đất không thể tồn tại lâu.

Nhiệt độ và ánh sáng từ Mặt Trời



Nhiệt độ tại bề mặt của Sao Kim, như giải thích ở trên, rất cao – trung bình vào khoảng 740K. Đây là nhiệt độ nóng đủ để biến kim loại chì thành chất lỏng. Sự cách biệt về nhiệt độ tại bề mặt giữa ban ngày và ban đêm của Sao Kim rất ít vì ảnh hưởng của ánh sáng Mặt Trời trên nhiệt độ rất ít. Sao Kim có thể xem như là hành tinh với khí hậu nóng nhất Thái Dương Hệ.

Ánh sáng Mặt Trời, vì bị mây che, chỉ còn khoảng 1/3 khi đến bề mặt của Sao Kim – hay hơn 1000 watt cho mỗi mét vuông.

Bề mặt
Map of Venus, showing the elevated 'continents' in yellow: Ishtar Terra at the top and Aphrodite Terra just below the equator to the right



Impact craters on the surface of Venus (image reconstructed from radar data)




Trong bốn hành tinh thuộc loại hành tinh có đất và đá của Thái Dương Hệ (Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa), Sao Kim có một bề mặt tương đối phẳng nhất – hơn 90% bề mặt của Sao Kim được phủ bằng dung nham. Những chỗ không bị phủ sẽ được bào mòn bởi gió của một bầu không khí dầy đặc. Ngay cả những hố tạo ra bởi những tảng đá rơi vào từ ngoài không gian cũng không thể nào quá to hay quá lởm chởm vì áp suất cực cao của khí quyển đè xuống bề mặt và không làm cho đất đá văng vãi tứ tung.
Trên mặt, Sao Kim có hai cao nguyên khổng lồ chính, vượt hẳn lên trên những bình nguyên ở phía dưới. Cao nguyên ở bắc bán cầu có tên là Ishtar Terra. Đây là một vùng đất cao, rộng vào cỡ Úc và chứa ngọn núi cao nhất của Sao Kim: Maxwell Montes (khoảng 11 km cao). Cao nguyên ở nam bán cầu rộng vào cỡ Nam Mỹ và có tên là Aphrodite Terra. Nằm xen vào hai cao nguyên này là những cao nguyên nhỏ và thấp hơn như Atalanta Platina, Guinevere Platina, Lavinia Platina... Tất cả các tên địa lý trên Sao Kim đều dựa vào tên của các nữ thần hay các phụ nữ nổi tiếng, ngoại trừ Maxwell Montes dùng tên của nhà khoa học James Clerk Maxwell.
Các nhà khoa học cho rằng Sao Kim, giống như Sao Thủy và Trái Đất, có một lõi sắt hình cầu (bán kính 3000 km) ở giữa, một lớp dung nham ở ngay trên và các lớp đất và đá ở trên nữa. Vì không có hơi nước trong không khí nên đá trên Sao Kim cứng hơn đá của Trái Đất. Các núi lửa trên Sao Kim vẫn còn hoạt động.

Quỹ đạo và vận tốc quay


Quỹ đạo của Sao Kim, tuy là hình elip như quỹ đạo của các hành tinh khác, nhưng tương đối tròn – độ lệch tâm của quỹ đạo này gần như 0. Sao Kim quay một vòng xung quanh Mặt Trời trên quỹ đạo này vào khoảng 225 ngày. Một năm Sao Kim, do đó, dài bằng 225 ngày của Trái Đất.

Vì Sao Kim quá giống Trái Đất ở nhiều điểm nên đại đa số mọi người của thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 tin rằng Sao Kim có cùng một vận tốc quay với Trái Đất. Không có ai có thể làm thí nghiệm kiểm chứng vì Sao Kim lúc nào cũng bị mây che kín. Mãi cho đến 1964, nhờ kỹ thuật radar, các nhà khoa học mới tìm ra là Sao Kim quay rất chậm và quay ngược chiều với các hành tinh khác: từ đông sang tây thay vì từ tây sang đông. Trong Thái Dương Hệ chỉ có 3 hành tinh quay ngược như vậy: Sao Kim, Sao Thiên Vương và Sao Diêm Vương. (Sao Thiên Vương không những quay ngược mà còn nằm ngang trên quỹ đạo.) Theo tiêu chuẩn định trước, vận tốc quay của các hành tinh quay bình thường mang dấu cộng (+) hay không mang dấu và của các hành tinh quay ngược mang dấu trừ (−). Vận tốc quay của sao Kim, do đó, là -6.5 km/h – vận tốc quay nhỏ nhất của các hành tinh trong Thái Dương Hệ. Với một vận tốc nhỏ như vậy, Sao Kim phải mất 243 ngày để quay một vòng xung quanh chính nó. Một ngày Sao Kim, do đó, dài hơn 243 ngày của Trái Đất. Một trong nhiều giải thích cho sự chậm chạp này là một sự va chạm giữa Sao Kim và một thiên thể khá lớn trong quá khứ đã làm cho hành tinh này đổi chiều quay.

Vì một ngày Sao Kim dài hơn một năm Sao Kim, một người sống trên Sao Kim, nếu chọn đúng thời gian, có thể ăn mừng hai lần sinh nhật trong cùng một ngày.

Quá trình thám hiểm



Sao Kim không những nổi tiếng với các nền văn minh cổ mà còn có một vai trò quan trọng đối với các cường quốc của thế kỷ 20 nữa. Từ 1961 cho đến nay 2004, Liên Xô và Hoa Kỳ đã phóng 30 phi thuyền lên thám hiểm hành tinh này. Đại đa số các phi thuyền này đều thất bại, một phần lớn vì kỹ nghệ không gian hãy còn quá thô sơ ở thập niên 1960, một phần vì trạng thái thiên nhiên của Sao Kim quá khắc nghiệt. Phi thuyền đầu tiên đến gần Sao Kim là Mariner 2, do NASA phóng lên vào tháng 8 năm 1962, nhưng đến đầu tháng 1 năm 1963 thì liên lạc với phi thuyền này bị mất.

Mariner 1	Mariner 2	Venera 1	Venera 3
Venera 7	Tàu Magellan	Hình 3D bề mặt sao Kim do tàu Magellan tổng hợp	Hình bề mặt sao Kim do tàu Magellan chụp

Phi thuyền đầu tiên đáp được xuống Sao Kim là Venera 3, do Liên Xô phóng lên vào tháng 11 năm 1965 và đến nơi vào tháng 3 năm 1966, nhưng bị bóp bẹp vì áp suất khí quyển cực cao của Sao Kim. Những Venera sau đó cũng thất bại, mãi cho đến Venera 7, phóng lên vào tháng 8 năm 1970 và đến nơi vào tháng 12 cùng năm, thì kỹ thuật mới đủ tân tiến để phi thuyền này đáp được xuống Sao Kim an toàn và gửi các dữ liệu về Trái Đất. Trong suốt thập niên 1970 Liên Xô liên tục phóng phi thuyền đáp xuống Sao Kim, thường thường là một cặp làm việc chung với nhau, trong khi đó Hoa Kỳ chỉ hạn chế với phi thuyền bay phía trên cao hành tinh này.

Sang đến thập niên 1980, cả hai cường quốc bỏ hẳn ý định đáp xuống Sao Kim, chỉ chú trọng về khảo cứu hành tinh này từ trên cao. Venera 15 và Venera 16, phóng lên vào tháng 6 năm 1983 và đến nơi vào tháng 10 cùng năm, là hai phi thuyền đầu tiên dùng radar để vẽ bản đồ cho Sao Kim. Nhưng bản đồ Sao Kim đầy đủ và chính xác nhất hiện nay (2004) được Magellan vẽ, phi thuyền này phóng lên vào tháng 5 năm 1989 và đến nơi vào tháng 8 năm 1990. Phi thuyền này đã thám hiểm được 98% bề mặt của Sao Kim với độ chi tiết khá cao, tiếc thay Magellan đã bị chấm dứt hoạt động vào tháng 10 năm 1994.