Sao Thủy là hành tinh nhỏ nhất trong tám hành tinh trong hệ mặt trời và là hành tinh gần mặt trời nhất. Cho đến nay, con người đã đặt tên cho gần 500 địa hình trên Sao Thủy, trong đó hơn 20 địa hình đến từ Trung Quốc. Những cái tên bất tử này tượng trưng cho biểu tượng của nền văn minh phương Đông cổ đại và sẽ tồn tại mãi mãi trong không gian. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu về chúng bên dưới và khám phá những câu chuyện hành tinh đằng sau chúng.
Sao Thủy và Trái Đất▏Nguồn ảnh: Internet
Giới thiệu về Sao Thủy và lịch sử khám phá của nó: Sao Thủy, giống như các hành tinh đất đá khác, có lớp vỏ silicat và lõi kim loại. Tuy nhiên, sao Thủy cũng có nhiều đặc điểm riêng biệt. Ví dụ, so với các hành tinh khác, thành phần bề mặt của nó cực kỳ giàu lưu huỳnh và carbon nhưng lại nghèo sắt. Cấu trúc bên trong của nó là "lớp da mỏng và phần nhân lớn" với lõi sắt lớn, do đó tạo nên thành phần cuối cùng độc đáo trong số các hành tinh đất đá. Khám phá Sao Thủy có thể giúp chúng ta hiểu được các vấn đề khoa học quan trọng như nguồn gốc của hệ mặt trời, sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh và khả năng sinh sống của các hành tinh.
Do lực hấp dẫn rất lớn của Mặt trời và môi trường khắc nghiệt trên bề mặt, việc khám phá Sao Thủy rất khó khăn. Cho đến nay, chỉ có tàu Mariner 10 do Hoa Kỳ phóng vào năm 1973 và tàu MESSENGER phóng vào năm 2004 đã tiến hành quan sát chặt chẽ Sao Thủy. Mariner 10 đã thực hiện ba lần bay ngang qua, bao phủ 45% bề mặt Sao Thủy ở độ phân giải 1 km. MESSENGER là tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo cung cấp phạm vi phủ sóng toàn cầu với độ phân giải 250 mét. BabyColombo, sản phẩm hợp tác giữa Châu Âu và Nhật Bản, hiện đang trên đường ra mắt và dự kiến sẽ ra mắt vào năm 2025.
Các tàu thăm dò Mariner 10 (trên) và MESSENGER (dưới) ▏Nguồn hình ảnh: NASA
Đầu dò BepiColombo ▏Nguồn hình ảnh: Internet
Quy ước đặt tên cho các hành tinh và đặc điểm của Sao Thủy Các tàu thăm dò Mariner 10 và MESSENGER đã khám phá ra những bí ẩn của Sao Thủy. Nơi đây có nhiều dạng địa hình khác nhau, bao gồm các hố va chạm, lưu vực núi lửa và nhiều cấu trúc tuyến tính, ghi lại quá trình tiến hóa địa chất phức tạp và lâu dài.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu khoa học và lập bản đồ, các nhà khoa học sẽ đặt tên gọi hấp dẫn cho nhiều dạng địa hình đặc trưng.
Về lý thuyết, bất kỳ ai cũng có thể gửi yêu cầu đặt tên cho một đặc điểm trên Sao Thủy. Tên được gửi phải tuân theo các nguyên tắc đơn giản, rõ ràng, vô hại, không lặp lại và tính đến sự đa dạng văn hóa và cân bằng quốc gia. Thường có nhiều tên gọi khác nhau cho cùng một đặc điểm địa mạo từ nhiều nền văn hóa hoặc quốc gia khác nhau. Khi nhóm công tác đặc biệt thuộc Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) bỏ phiếu thuận, quyết định đó sẽ được cộng đồng khoa học công nhận.
Trang chủ Bản tin danh pháp hành tinh của IAU
Nhìn thấy điều này, tôi đoán là có nhiều người háo hức muốn thử. Tuy nhiên, theo quy định của IAU, nếu muốn đặt tên cho một dạng địa hình, bạn phải cân nhắc các vấn đề sau: thứ nhất, việc đặt tên phải dựa trên nhu cầu nghiên cứu khoa học, nếu không sẽ không được xem xét; Thứ hai, các địa hình có quy mô nhỏ hơn 100 mét thường không được đặt tên trừ khi chúng có ý nghĩa khoa học đặc biệt.
Để đảm bảo nguồn tên đầy đủ, IAU đã thiết lập các hệ thống đặt tên độc lập cho các hành tinh và vệ tinh khác nhau, mỗi hệ thống đều tuân theo một bộ quy tắc riêng. Ví dụ, các hố va chạm trên Sao Thủy chủ yếu được đặt theo tên của những nghệ sĩ, nhạc sĩ, họa sĩ và nhà văn nổi tiếng đã khuất, trong khi các hố va chạm trên Sao Kim được đặt theo tên của phụ nữ. Các đốm sáng trên bề mặt Sao Thủy được đặt tên theo tên liên quan đến "rắn" trong nhiều ngôn ngữ khác nhau, trong khi những đốm sáng trên Ganymede được đặt tên theo tên địa danh trong thần thoại Ai Cập cổ đại.
Nếu mọi việc diễn ra tốt đẹp, thông thường bạn sẽ nhận được quyết định sau 4 đến 6 tuần kể từ khi nộp đơn xin đặt tên.
Tên tiếng Trung trên Sao Thủy Cho đến nay, có 21 hố va chạm trên Sao Thủy được đặt theo tên người Trung Quốc, và một hố khác là điểm sáng trên bề mặt Sao Thủy, được lấy từ từ tiếng Trung Yinshe. Trong số những cái tên này, các họa sĩ và nhà thơ cổ đại chiếm ưu thế, chẳng hạn như Lý Bạch và Đỗ Phủ nổi tiếng; một số là của những người hiện đại, như Lỗ Tấn và Tề Bạch Thạch.
Xét về độ tuổi, việc đặt tên chủ yếu được hoàn thành trước những năm 1980 và cách viết tiếng Anh sử dụng phương pháp Wade-Giles, trông có vẻ hơi lạ. Từ năm 2008, những cái tên mới dần xuất hiện và cách viết tiếng Anh tuân theo hệ thống ngữ âm quen thuộc của tiếng Trung.
Khi tìm kiếm hồ sơ của IAU, người ta phát hiện ra rằng ngoài cựu Giám đốc Đài quan sát Purple Mountain YC Chang, người được nêu tên trong ủy ban đặt tên năm 1985, và một số nhà khoa học Trung Quốc trong nhóm MESSENGER, không có người Trung Quốc nào khác tham gia vào việc đặt tên trên. Hố thiên thạch Wen Tianxiang và hố Silver Snake mới được đặt tên vào năm 2020 là kết quả nghiên cứu của nhóm Giáo sư David Rothery tại Đại học Mở ở Vương quốc Anh.
Danh sách các địa hình Sao Thủy được đặt theo tên người Trung Quốc ▏ Nội dung được trích xuất từ trang web của IAU
Các địa hình sao Thủy được đặt tên theo người Trung Quốc (vui lòng xem ở chế độ ngang) ▏Nguồn hình ảnh: NASA
Những câu chuyện về Mercury đằng sau những cái tên Trung Quốc Những người sở hữu hơn hai mươi cái tên Trung Quốc này đều có những câu chuyện thú vị, nhưng thật không may, ở đây chúng chỉ được dùng như từ đồng nghĩa với các địa hình. Chỉ những địa hình có ý nghĩa khoa học quan trọng mới thu hút được sự chú ý và được mời vào trung tâm của sân khấu.
Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu một số tên gọi có ý nghĩa khoa học quan trọng và những câu chuyện khoa học đằng sau các dạng địa hình này dựa trên tiến trình nghiên cứu Sao Thủy.
〇 Sự co lại nhiệt toàn cầu của sao Thủy
Sự trôi dạt và va chạm giữa các mảng kiến tạo khác nhau là cơ chế chính hình thành nên hình thái bề mặt của Trái Đất. Không giống như Trái Đất, trên Sao Thủy không có kiến tạo mảng. Những tác động tốc độ cao từ các thiên thể khác và sự co lại nhiệt toàn cầu là những động lực chính thúc đẩy quá trình hình thành hình thái bề mặt của Sao Thủy.
Ở đây, trước tiên chúng ta sẽ giới thiệu về sự co ngót nhiệt toàn cầu. Mặc dù Sao Thủy có kích thước nhỏ, nhưng lõi kim loại của nó dường như có kích thước lớn hơn nhiều so với các hành tinh đất đá khác trong hệ mặt trời. Sau khi hình thành, lõi kim loại nguội dần và đông cứng lại, khiến bán kính của Sao Thủy giảm 7 km. Sự co lại theo hướng xuyên tâm này khiến lớp vỏ của Sao Thủy bị ép theo chiều ngang, hình thành nên một số lượng lớn các đứt gãy đẩy và các dạng địa hình liên quan.
Thái Văn Cơ là một người phụ nữ tài giỏi nổi tiếng thời Đông Hán. Tương truyền rằng tác phẩm cổ cầm nổi tiếng "Thập bát tấu Hồ gia" là do bà sáng tác. Hố thiên thạch được đặt theo tên bà cho chúng ta biết hai cơ chế chính: va chạm thiên thạch và sự co lại nhiệt toàn cầu.
Hố va chạm Cai Wenji có đường kính khoảng 124 km, nằm ở bán cầu bắc của Sao Thủy. Miệng hố này có vành bị thoái hóa nhẹ và có đỉnh trung tâm riêng biệt. Một cấu trúc tuyến tính liên quan đến đứt gãy đẩy chạy qua phía bắc và phía nam của miệng núi lửa. Hố thiên thạch Cai Wenji được hình thành cách đây khoảng 3,5 tỷ đến 1 tỷ năm. Thực tế là các cấu trúc liên quan đến lực đẩy cắt vào miệng hố cho thấy đứt gãy này được hình thành muộn hơn và sự co lại vì nhiệt toàn cầu của Sao Thủy có thể kéo dài trong một thời gian rất dài.
Một góc nhìn từ bức tranh Hoa Nghiêm thời nhà Thanh "Sự trở về của Quý bà Văn Cơ với nhà Hán" (phía trên) và hố va chạm Cai Wenji (phía dưới) ▏Nguồn ảnh: Internet
０ Nước đá ở các vùng cực của Sao Thủy Nước, là một chỉ báo quan trọng về sự tồn tại của sự sống, là chủ đề muôn thuở trong quá trình khám phá các hành tinh ngoài Trái đất. So với các hành tinh đất đá khác, môi trường nhiệt độ khắc nghiệt của Sao Thủy và việc thiếu sự bảo vệ của khí quyển khiến người ta khó có thể tưởng tượng được sự tồn tại của nước đá trên bề mặt của nó. Tuy nhiên, vào năm 1992, bằng cách sử dụng kính viễn vọng vô tuyến Arecibo hiện đã ngừng hoạt động ở Puerto Rico, các nhà khoa học đã phát hiện ra những điểm sáng radar ở đáy một hố va chạm tại cực nam của Sao Thủy, nơi ngoài tầm với của ánh sáng mặt trời, có thể liên quan đến nước đá.
Sự hiện diện của nước đá ở cực đã được xác nhận bởi tàu thăm dò MESSENGER. Các thiết bị tiên tiến mà nó mang theo, chẳng hạn như máy quang phổ neutron, máy đo độ cao bằng laser và hệ thống hình ảnh ống kính kép, đã chứng minh mạnh mẽ sự tồn tại của nước đá trong các vùng bóng tối vĩnh cửu của các hố va chạm ở cực. Người ta cũng phát hiện ra rằng, không giống như nước đá ở vùng cực của Mặt Trăng, nước đá ở vùng cực của Sao Thủy có độ tinh khiết cao và độ dày lớn, có thể đạt tới vài mét hoặc thậm chí dày hơn. Đồng thời, các nhà khoa học phát hiện ra rằng loại nước đá này có vẻ tương đối trẻ, điều này cho thấy nó đến bề mặt Sao Thủy tương đối muộn hoặc đã trải qua quá trình tái lắng đọng. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu nguồn gốc, thời gian tồn tại và khả năng lưu trữ của nước đá.
Triệu Mạnh Phủ là một vị quan, nhà thư pháp, họa sĩ và nhà thơ nổi tiếng vào thời kỳ chuyển giao giữa hai triều đại nhà Tống và nhà Nguyên. Những thành tựu nghệ thuật nổi bật và cuộc đời đầy biến cố của ông là chủ đề muôn thuở trong lịch sử văn hóa Trung Quốc. Hố va chạm được đặt theo tên ông nằm ở Cực Nam của Sao Thủy và có đường kính khoảng 140 km. Cực Nam địa lý của Sao Thủy nằm trên vành miệng hố Triệu Mạnh Phủ. Đáy miệng hố không thể nhận được ánh sáng mặt trời trực tiếp và là khu vực luôn có bóng râm, do đó nhiệt độ cực kỳ thấp, khiến nơi đây trở thành nơi lý tưởng để bảo quản nước đá.
Chân dung tự họa của Triệu Mạnh Phủ (trên) và một góc nhìn một phần của "Mười bó kịch bản chạy" (dưới) ▏Nguồn ảnh: Internet
Hố thiên thạch Triệu Mạnh Phủ cũng có diện tích tín hiệu phản hồi radar lớn nhất trong số tất cả các hố thiên thạch ở hai cực của Sao Thủy, điều này cho thấy hố thiên thạch này chứa một lượng lớn nước đá. Hố va chạm lớn nhất này ở Cực Nam của Sao Thủy có tên tiếng Trung Quốc có thể là nơi tốt nhất để thám hiểm nước đá trên Sao Thủy trong tương lai.
Địa hình Cực Nam của Sao Thủy (trên) và bản đồ phản xạ radar (dưới). Hố va chạm lớn nhất là hố va chạm Triệu Mạnh Phủ.[5]
〇 Hoạt động núi lửa và các chất dễ bay hơi trên Sao Thủy MESSENGER đã xác nhận sự tồn tại của hoạt động núi lửa trên Sao Thủy vào năm 2008, mở ra cơ hội cho các nhà khoa học hiểu được thành phần nguyên tố và lịch sử tiến hóa bên trong hành tinh này từ bề mặt.
Tương tự như trên Trái Đất, hoạt động núi lửa của Sao Thủy có thể được chia thành loại tràn và loại nổ. Loại trước có nhiều dung nham hơn nhưng hàm lượng khí ít hơn, trong khi loại sau có thể tích dung nham nhỏ hơn nhưng hàm lượng khí nhiều hơn. Những đồng bằng phẳng rộng lớn trên Sao Thủy có thể liên quan đến hoạt động núi lửa gây lũ lụt. Hoạt động núi lửa bùng nổ thường tạo thành một miệng núi lửa trũng, không đều, được bao quanh bởi các trầm tích pyroclastic liên quan.
Mặc dù các trầm tích pyroclastic này mỏng nhưng chúng thường phân bố trên hàng trăm km. Đồng thời, vì độ phản chiếu của chúng cao hơn các vật liệu khác trên Sao Thủy nên chúng rất dễ thấy trong dữ liệu cảm biến từ xa và được gọi là "faculas". Vì các điểm sáng có liên quan chặt chẽ đến hoạt động núi lửa nên chúng có thể được sử dụng để ước tính hàm lượng và thành phần của các thành phần dễ bay hơi trong khu vực nguồn núi lửa, cũng như thời gian hoạt động của núi lửa.
"Rắn bạc" là hình ảnh nổi tiếng được Mao Trạch Đông sử dụng trong bài thơ "沁园春·雪" để miêu tả cảnh núi non hùng vĩ và dòng sông băng tuyết ở miền Bắc. Đốm sáng Silver Snake nằm ở bán cầu nam của Sao Thủy, có đường kính khoảng 41 km. Đây là một trong 25 điểm sáng được đặt tên trên Sao Thủy.
Đốm rắn bạc▏Nguồn ảnh: NASA
Đốm sáng này sáng hơn và đỏ hơn đáng kể so với các trầm tích pyroclastic xung quanh. Ngoài ra còn có một miệng hố lõm, không đều gần trung tâm, cung cấp mẫu lý tưởng để các nhà khoa học nghiên cứu lịch sử hoạt động núi lửa và chất dễ bay hơi của Sao Thủy.
０ Các hố va chạm trẻ trên Sao Thủy Các vụ va chạm lẫn nhau giữa các thiên thể trong hệ mặt trời chưa bao giờ dừng lại và một số lượng lớn các hố va chạm mới vẫn đang được hình thành, định hình hình dạng của các hành tinh và đưa vào các vật chất lạ.
Ngoài ra còn có một số lượng lớn các hố va chạm trẻ trên Sao Thủy, một trong những đặc điểm của chúng là các mẫu bức xạ nổi bật. Những vệt bức xạ này được hình thành do va chạm tốc độ cao và xuất hiện sáng do độ phản chiếu cao, nhưng chúng sẽ dần mờ đi và biến mất do quá trình phong hóa trong không gian theo thời gian. Một số nhà khoa học tin rằng nước đá ở hai cực của Sao Thủy đến từ các tiểu hành tinh hoặc sao chổi giàu nước mới đâm vào bề mặt Sao Thủy.
Tiêu Triệu là một họa sĩ cung đình nổi tiếng thời Nam Tống, chuyên vẽ phong cảnh, nhân vật, cây thông và đá lạ. Hố thiên thạch Xiaozhao được đặt theo tên ông nằm gần đường xích đạo của Sao Thủy và có đường kính nhỏ chỉ 24 km. Tuy nhiên, nó có những đường vân xuyên tâm ngoạn mục trải dài vượt xa đường kính thực tế của miệng hố.
Tác phẩm nổi tiếng "View from the Mountainside Tower" của Xiao Zhao (trên) và hố va chạm Xiao Zhao (dưới) ▏Nguồn ảnh: NASA
Có một miệng núi lửa Hangan tương tự ở bán cầu nam. Giống như hố thiên thạch Xiaozhao, đây là hố thiên thạch hiếm gặp trên Sao Thủy với đường kính nhỏ nhưng có hoa văn xuyên tâm phát triển bất thường. Đây là vật thể lý tưởng để nghiên cứu lịch sử các hố va chạm trẻ trên Sao Thủy. Tôi không biết liệu có phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên hay không, nhưng hai hố thiên thạch được đặt theo tên của hai họa sĩ nổi tiếng thời Đường và thời Tống này cũng xuất hiện rõ nét trên bề mặt của sao Thủy xa xôi.
Điều đáng nói là các nhà khoa học Trung Quốc cũng đã phát hiện ra những đốm đen có độ phản xạ cực thấp trong hố va chạm Xiaozhao, có khả năng được hình thành do quá trình thoát khí sulfua mạnh mẽ. Chúng hình thành muộn hơn các hố va chạm trẻ hơn, cho thấy bên trong Sao Thủy có thể đã trải qua quá trình mất nước hàng trăm triệu năm trước, hoặc thậm chí vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.
Kết luận: Quyền đặt tên chỉ ra giới hạn ảnh hưởng của một nền văn minh. Tuy nhiên, trên bản đồ các hành tinh đất đá bao gồm cả Sao Thủy, tên tiếng Trung mang dấu ấn của nền văn minh Trung Hoa vẫn còn rất ít. Đất nước tôi vẫn chưa công bố kế hoạch thám hiểm Sao Thủy, nhưng có lý do để tin rằng khi sức mạnh khoa học và công nghệ của đất nước tôi dần tăng lên, các kế hoạch thám hiểm tương ứng sẽ được đưa vào chương trình nghị sự. Ngày càng nhiều nhà khoa học trong nước hướng sự chú ý tới hành tinh kỳ lạ gần mặt trời nhất này và đóng góp sức mạnh của Trung Quốc vào công cuộc khám phá những bí ẩn của Sao Thủy của con người. Trong tương lai, nhiều tên tuổi vĩ đại của nền văn minh Trung Hoa sẽ được khắc trên bản đồ Sao Thủy.
Lời cảm ơn
Chúng tôi xin cảm ơn Tiến sĩ Tenielle Gaither của USGS và Tiến sĩ Zhiyong Xiao của Đại học Tôn Dật Tiên đã hỗ trợ chúng tôi trong quá trình biên soạn.
Tài liệu tham khảo:
[1] Harmon JK và Slade, MA (1992). Bản đồ radar của Sao Thủy: Hình ảnh toàn đĩa và dị thường cực. Khoa học, 258(5082), 640–643.
[2] Moore P. (2006). Moore nói về Sao Thủy: Hành tinh và các sứ mệnh. Tạp chí Khoa học và Kinh doanh Springer.
[3] Trưởng JW, et al. (2011). Hoạt động núi lửa gây lũ lụt ở vĩ độ cao phía bắc của Sao Thủy được phát hiện bởi MESSENGER. Khoa học, 1853–1856.
[4] Xiao ZY và cộng sự. (2013). Các đốm đen trên Sao Thủy: Một vật liệu có độ phản xạ thấp đặc biệt và mối quan hệ của nó với các lỗ rỗng. JGR: Các hành tinh, 118, 1752–1765.
[5] Chabot NL, và cộng sự. (2018). Nghiên cứu các trầm tích ở cực nam của Sao Thủy: Quan sát radar Arecibo và xác định điều kiện chiếu sáng với độ phân giải cao. JGR: Các hành tinh, 123, 666–681.
[6] Tiếng Đức AN, et al. (2019). Giới hạn tuổi của các trầm tích ở cực của Sao Thủy cho thấy băng mới được khai thác gần đây. EPSL, 520, 26–33.
[7] Xiao ZY và cộng sự. (2021). Các trầm tích pyroclastic tối gần đây trên Sao Thủy. GRL, 48.9: e2021GL092532.
[8] Rothery DA, và cộng sự. (2021). Về sự bất đối xứng của Nathair Facula, Sao Thủy. Icarus, 355: 114180.
Về tác giả
Liêu Thế Dũng
Nghiên cứu viên cộng tác tại Phòng thí nghiệm khoa học hành tinh và hóa học thiên thể, Đài quan sát Tử Kim Sơn, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Lĩnh vực nghiên cứu: thiên thạch và hóa học thiên thể.
Tổng biên tập luân phiên: Vương Dĩnh
Biên tập: Vương Khắc Siêu
