Buzz
Trong thiên văn học, khối lượng của Mặt Trời (ký hiệu M hay M☉) là đơn vị đo khối lượng thường dùng để xác định khối lượng của các ngôi sao và các thiên thể lớn như cụm sao, tinh vân và thiên hà. Giá trị của nó gần bằng 1,99 × 1030 kilôgam.
- M=
Khối lượng này tương đương khoảng 332.946 lần khối lượng của Trái Đất, hoặc gấp 1048 lần khối lượng của Sao Mộc.
Vì Trái Đất di chuyển theo quỹ đạo elip xung quanh Mặt Trời, khối lượng của Mặt Trời có thể được tính toán từ phương trình chu kỳ quỹ đạo của một vật thể nhỏ quanh trọng tâm (theo các định luật của Kepler). Dựa vào độ dài năm, khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời (đơn vị thiên văn hay AU), và hằng số hấp dẫn (G), khối lượng của Mặt Trời được tính bằng công thức:
Lịch sử đo lường
Henry Cavendish là người đầu tiên đo được hằng số hấp dẫn bằng cân xoắn vào năm 1798. Giá trị ông đo được chỉ khác 1% so với giá trị hiện tại. Thị sai ngày của Mặt Trời đã được xác định chính xác trong lần sao Kim đi ngang qua Mặt Trời vào các năm 1761 và 1769, với giá trị 9″ (9 giây cung, so với giá trị xác định năm 1976 là 8,794148″). Dựa vào giá trị này, chúng ta có thể tính toán khoảng cách hình học từ Trái Đất đến Mặt Trời.
Isaac Newton là người đầu tiên cố gắng ước lượng khối lượng của Mặt Trời. Trong tác phẩm Principia (1687), Newton ước tính tỷ số khối lượng của Trái Đất so với Mặt Trời vào khoảng 1/28700. Sau đó, ông phát hiện rằng giá trị này bị sai sót do thị sai của Mặt Trời, mà ông đã sử dụng để tính khoảng cách đến Mặt Trời (1 AU). Ông đã điều chỉnh tỷ số của mình thành 1/169282 trong lần xuất bản thứ ba của Principia. Hiện tại, giá trị thị sai Mặt Trời nhỏ hơn nhiều, với tỷ số khối lượng là 1/332946.
Khối lượng Mặt Trời, dùng làm đơn vị đo lường khối lượng, đã được áp dụng trước khi các đơn vị AU và hằng số hấp dẫn được đo lường chính xác. Điều này bởi vì khối lượng của các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời hoặc tổng khối lượng của các sao đôi có thể được tính trực tiếp theo đơn vị khối lượng Mặt Trời khi biết bán kính quỹ đạo và chu kỳ quỹ đạo của hành tinh hoặc sao dựa trên định luật Kepler thứ ba, với bán kính quỹ đạo đo bằng đơn vị thiên văn và chu kỳ quỹ đạo đo bằng năm.
Sự giảm dần khối lượng của Mặt Trời
Khối lượng của Mặt Trời đã giảm dần kể từ khi nó hình thành. Quá trình này bao gồm hai cơ chế chính làm mất khối lượng gần như bằng nhau. Đầu tiên, tại lõi Mặt Trời, quá trình tổng hợp hạt nhân biến đổi hydro thành heli, đặc biệt qua chuỗi phản ứng proton-proton, và biến một phần khối lượng thành năng lượng dưới dạng photon tia gamma. Phần lớn năng lượng này cuối cùng được phát ra khỏi Mặt Trời. Thứ hai, gió Mặt Trời đẩy các proton và electron năng lượng cao ra ngoài không gian vũ trụ từ khí quyển Mặt Trời.
Khối lượng ban đầu của Mặt Trời khi đạt trạng thái sao chính vẫn chưa được xác định chính xác. Mặt Trời trong giai đoạn mới hình thành đã mất khối lượng nhanh hơn so với hiện tại, và có thể đã mất từ 1–7% khối lượng của nó trong thời gian nằm trong dãy chính. Mặt Trời chỉ thu được một lượng rất nhỏ khối lượng từ các sao chổi và tiểu hành tinh rơi vào nó. Tuy nhiên, vì Mặt Trời chiếm đến 99,86% tổng khối lượng của Hệ Mặt Trời, nên vật chất rơi vào nó không ảnh hưởng nhiều đến sự mất khối lượng lớn hơn từ phản ứng tổng hợp hạt nhân và gió Mặt Trời.
Các đơn vị liên quan
Một khối lượng Mặt Trời, ký hiệu 1 M, có thể được chuyển đổi thành các đơn vị sau đây:
- 27068510 ML (khối lượng của Mặt Trăng)
- 332946 M⊕ (khối lượng của Trái Đất)
- 104756 MJ (khối lượng của Sao Mộc)
- 198855 yotta tấn
Trong lý thuyết tương đối rộng, các nhà khoa học thường chuyển đổi khối lượng thành đơn vị độ dài hoặc thời gian để đơn giản hóa các phép tính hoặc công thức:
- M G / c ≈ 1,48 km (bán kính Schwarzschild của Mặt Trời)
- M G / c ≈ 4,93 μs
|
|
Tìm hiểu thêm
- I.-J. Sackmann; A. I. Boothroyd (2003). “Mặt Trời của chúng ta. V. Một Mặt Trời Trẻ Sáng Như Lý Thuyết Helioseismology và Nhiệt Độ Ấm Trên Trái Đất và Sao Hỏa Cổ Đại”. Journal Thiên văn học. 583 (2): 1024–1039. arXiv:astro-ph/0210128. Bibcode:2003ApJ...583.1024S. doi:10.1086/345408.
Mặt Trời |
|---|
Hệ Mặt Trời |
|---|
