Khi ngước nhìn lên bầu trời đêm, chúng ta có thể nhận thấy những vệt sáng nhỏ lấp lánh nhảy múa trong bóng tối. Đó là các sao chổi – những quả cầu băng vũ trụ kể cho chúng ta nghe những câu chuyện về quá khứ của hệ mặt trời.

Khác với các hành tinh hay ngôi sao, sao chổi cho chúng ta thấy sự thay đổi đang diễn ra. Khi chúng tiến lại gần Mặt Trời, sức nóng sẽ đánh thức chúng, khiến bề mặt băng giá của chúng giải phóng khí.

Điều này tạo ra một bầu khí quyển phát sáng gọi là quầng sáng mặt trời, và thường là một cái đuôi ngoạn mục trải dài hàng triệu ki-lô-mét trong không gian. Những cái đuôi này được hình thành bởi ánh sáng mặt trời và gió mặt trời, một dòng các hạt tích điện chảy ra từ Mặt trời.

Cấu tạo của một sao chổi

Lõi của sao chổi, được gọi là hạt nhân, là một hỗn hợp lỏng lẻo gồm băng, bụi và đá nhỏ. Kích thước của các hạt nhân này rất khác nhau, từ hàng trăm mét như P/2007 R5 đến hàng chục km như sao chổi Hale-Bopp. Đuôi sao chổi, đôi khi kéo dài tới một đơn vị thiên văn, được tạo thành từ khí và bụi bị tách ra từ lớp khí quyển bao quanh bởi năng lượng của Mặt Trời.

Mỗi sao chổi giống như một viên nang thời gian nhỏ, đóng băng, lưu giữ các vật liệu từ hệ mặt trời sơ khai. Bằng cách nghiên cứu chúng, chúng ta có thể nhìn vào quá khứ và hiểu được những thành phần cấu tạo nên các hành tinh—bao gồm cả Trái đất.

Nguồn gốc và quỹ đạo của sao chổi

Sao chổi có chu kỳ quỹ đạo rất đa dạng—từ chỉ vài năm đến hàng triệu năm. Sao chổi chu kỳ ngắn thường có nguồn gốc từ Vành đai Kuiper, nằm ngoài Sao Hải Vương, hoặc từ đĩa phân tán. Sao chổi chu kỳ dài có khả năng đến từ Đám mây Oort, một lớp vỏ băng khổng lồ nằm rất xa Vành đai Kuiper, trải dài đến tận các ngôi sao gần đó.

Những sao chổi này có thể bị các ngôi sao đi ngang qua hoặc lực hấp dẫn từ Dải Ngân hà đẩy về phía Mặt Trời. Một số sao chổi đi theo quỹ đạo hyperbol, chỉ đi qua hệ Mặt Trời một lần. Thỉnh thoảng, chúng ta thậm chí còn phát hiện ra những sao chổi đến từ bên ngoài hệ Mặt Trời, tiến vào vùng lân cận vũ trụ của chúng ta từ không gian giữa các vì sao.

Sao chổi so với tiểu hành tinh

Chúng ta thường phân biệt sao chổi với tiểu hành tinh dựa vào sự hiện diện của quầng sáng bao quanh. Quầng sáng là đám mây khí và bụi bao bọc hạt nhân, và đuôi kéo dài từ đám mây này dưới tác động của gió mặt trời và áp suất bức xạ. Những sao chổi "ngủ đông" đã thực hiện nhiều chuyến bay gần Mặt trời sẽ mất đi hầu hết các chất dễ bay hơi và bắt đầu giống với các tiểu hành tinh nhỏ.

Người ta cho rằng các tiểu hành tinh hình thành gần Mặt Trời hơn là ở vùng ngoài hệ Mặt Trời. Việc phát hiện ra các sao chổi vành đai chính và các tiểu hành tinh Centaur đang hoạt động đã làm mờ ranh giới giữa sao chổi và tiểu hành tinh, cho thấy vũ trụ chứa đầy những vật thể lai kỳ lạ.

Có bao nhiêu sao chổi ngoài kia?

Tính đến tháng 10 năm 2019, hơn 6.620 sao chổi đã được xác định và con số này vẫn tiếp tục tăng lên. Nhưng đây chỉ là một phần nhỏ trong tổng số sao chổi tiềm năng. Các ước tính cho thấy hệ mặt trời bên ngoài có thể chứa hàng nghìn tỷ vật thể giống sao chổi đang chờ được khám phá.

Mặc dù hầu hết chúng đều mờ nhạt và dễ bị bỏ sót, nhưng chúng ta thường có thể nhìn thấy ít nhất một sao chổi bằng mắt thường mỗi năm. Thỉnh thoảng, một sao chổi trở nên đặc biệt sáng, được mệnh danh là "Sao chổi vĩ đại", làm say mê những người yêu thích ngắm sao trên toàn thế giới.

Những khám phá bất ngờ

Vào tháng 1 năm 2014, các nhà khoa học của ESA đã báo cáo một phát hiện đáng ngạc nhiên: hành tinh lùn Ceres, vật thể lớn nhất trong vành đai tiểu hành tinh, cho thấy bằng chứng về hơi nước. Phát hiện này, được thực hiện bằng cách sử dụng các quan sát hồng ngoại xa từ Đài quan sát Không gian Herschel, đã thách thức sự phân biệt truyền thống giữa sao chổi và tiểu hành tinh.

Như một nhà khoa học đã nhận xét, “Ranh giới giữa sao chổi và tiểu hành tinh ngày càng trở nên mờ nhạt.” Điều này nhắc nhở chúng ta rằng hệ mặt trời rất năng động và đầy những điều bất ngờ, với các vật thể thách thức những phân loại rành mạch của chúng ta.

Sao chổi trong lịch sử loài người

Con người đã quan sát thấy sao chổi từ hàng nghìn năm trước. Các nền văn minh cổ đại thường giải thích những vị khách phát sáng này là điềm báo, đôi khi là điềm báo tai họa, đôi khi là điềm báo thay đổi. Mặc dù hiện nay chúng ta đã hiểu chúng về mặt khoa học, nhưng vẻ ngoài rực rỡ của chúng vẫn thu hút trí tưởng tượng của chúng ta, kết nối chúng ta với sự kỳ diệu và bí ẩn của vũ trụ.

Những câu chuyện vũ trụ

Lần tới khi chúng ta nhìn thấy một sao chổi lướt qua, hãy nhớ rằng chúng ta đang chứng kiến ​​một điều gì đó cổ xưa và kỳ diệu—một mảnh của hệ mặt trời đã di chuyển hàng triệu km để đến với chúng ta. Những quả cầu băng vũ trụ này không chỉ đẹp; chúng còn là những người kể chuyện, tiết lộ nguồn gốc của các hành tinh, nước và thậm chí có thể cả sự sống. Vì vậy, hãy tiếp tục quan sát bầu trời, bởi vì mỗi sao chổi đều có một câu chuyện để kể, và mỗi câu chuyện là một phần của hành trình vũ trụ chung của chúng ta.