Trái đất đã quay quanh mặt trời bao nhiêu vòng trong hàng tỷ năm qua?

Mới đây, các nhà khoa học đã tính ra số vòng quay mà mỗi hành tinh đã thực hiện quanh mặt trời trong gần 4,6 tỷ năm qua.

Khi đứng trên bề mặt Trái Đất, chúng ta có thể không nhận ra rằng hành tinh của mình đang chuyển động quanh mặt trời với vận tốc hơn 107.800km/h. Chúng ta cũng dễ dàng quên rằng có 7 hành tinh khác đang di chuyển quanh ngôi sao trung tâm của hệ mặt trời với tốc độ chóng mặt tương tự.

Thế nhưng điều thực sự có thể khiến ta bất ngờ là số vòng quay mà các hành tinh này đã thực hiện quanh mặt trời trong suốt hàng tỷ năm qua. Việc tính toán nghe có vẻ là một bài toán khó, thế nhưng bởi vì quỹ đạo của các hành tinh hầu như không thay đổi trong suốt thời gian tồn tại của chúng, nên tất cả chỉ cần một chút toán học cơ bản.

Hệ mặt trời đã xuất hiện cách đây khoảng 4,6 tỷ năm - khi mặt trời bắt đầu được hình thành từ đám mây bụi do vụ nổ các ngôi sao trước để lại. Các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương cũng đã xuất hiện vào khoảng 4,59 tỷ năm trước. Còn các hành tinh đá nhỏ hơn như Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa hình thành cách đây 4,5 tỷ năm. 

Tuy nhiên, khi các hành tinh ra đời, quỹ đạo của chúng quanh mặt trời không giống như ngày nay (đặc biệt là quỹ đạo của các hành tinh khổng lồ).

Ông Sean Raymond - nhà thiên văn học tại Phòng thí nghiệm Vật lý thiên văn Bordeaux (Pháp) cho rằng trong khoảng 100 triệu năm sau khi các hành tinh đầu tiên hình thành, đã có sự xuất hiện của "động lực không ổn định", dẫn đến sự giằng co lực hấp dẫn giữa các vật thể lớn và khiến vật chất hành tinh bên ngoài hệ mặt trời được giải phóng.

Tuy nhiên, khi tất cả các hành tinh đã xuất hiện, chúng đi vào quỹ đạo ổn định, nhất quán và không thay đổi nhiều kể từ đó.

"Trong khoảng 98% - 99% thời gian tồn tại của hệ mặt trời, quỹ đạo của các hành tinh rất tốt và ổn định. Kết quả là bạn có thể sử dụng động lực quỹ đạo hiện tại của các hành tinh để đưa ra dự đoán khá chính xác về số vòng quay mà chúng đã thực hiện quanh mặt trời", ông Raymond cho biết thêm.

Lấy Trái Đất làm ví dụ. Hành tinh của chúng ta mất một năm để quay quanh mặt trời và đã tồn tại được 4,5 tỷ năm, do đó, nó đã thực hiện khoảng 4,5 tỷ vòng quay.

Tuy nhiên, có sự chênh lệch giữa các hành tinh khác vì chu kỳ quỹ đạo của chúng ngắn hơn hoặc dài hơn Trái Đất.

Sao Thủy - hành tinh gần mặt trời nhất, chỉ mất 88 ngày (hoặc khoảng 0,24 năm) để quay một vòng quanh mặt trời. Vì vậy, trong 4,5 tỷ năm qua, nó đã hoàn thành khoảng 18,7 tỷ vòng quay.

Trong khi đó, chu kỳ quỹ đạo của Sao Hải Vương - hành tinh xa mặt trời nhất, là 60.190 ngày (hoặc 164,7 năm). Điều đó có nghĩa là nó chỉ thực hiện được khoảng 27,9 triệu vòng quay quanh mặt trời trong suốt 4,59 tỷ năm tồn tại. 

Số vòng quay của mỗi hành tinh quanh mặt trời.

Những con số này có vẻ khá ấn tượng, tuy nhiên hầu hết các hành tinh đều có khả năng tăng gấp đôi số vòng quay trong thời gian tồn tại còn lại của chúng. 

Trong khoảng 4,5 tỷ năm nữa, mặt trời sẽ phình to ra để chạm tới quỹ đạo của Trái Đất và biến thành một ngôi sao đỏ khổng lồ, hủy diệt Sao Thủy, Sao Kim và Trái Đất. Các hành tinh khác có thể vẫn tồn tại trong một thời gian nếu chúng không bị đốt cháy nhưng quỹ đạo của chúng có thể sẽ bị thay đổi đáng kể. 

Theo Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU), để một thiên thể được gọi là “hành tinh”, nó cần phải đáp ứng được những tiêu chuẩn sau đây:

1. Thiên thể đó phải có có quỹ đạo quay quanh mặt trời một cách độc lập (điều này có nghĩa mặt trăng không được coi là một hành tinh bởi vì nó có quỹ đạo quay quanh một hành tinh.

2. Khối lượng của thiên thể phải đủ lớn để lực hấp dẫn có thể khiến nó có dạng hình cầu.

3. Phải đủ lớn để hút sạch các thiên thể khác nằm trên quỹ đạo của nó, để trở thành vượt trội nhất.

Hệ mặt trời có 8 hành tinh, xếp theo thứ tự khoảng cách từ gần nhất cho đến xa nhất so với mặt trời là Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương (Sao Diêm Vương từng được xếp vào nhóm này nhưng hiện tại bị loại ra do không đáp ứng được tiêu chí ba trong định nghĩa của IAU 2006).