Do đâu sao Hôm lại sáng như vậy?

Ngôi sao ban mai" rực rỡ nhất bầu trời đêm

Nếu bạn từng ngước nhìn bầu trời lúc bình minh hoặc hoàng hôn trong một ngày không mây, chắc hẳn bạn đã không khỏi trầm trồ trước vẻ rực rỡ của Sao Kim. Xuất hiện như một chấm sáng lấp lánh, hành tinh này là vật thể sáng thứ hai trên bầu trời đêm, chỉ sau Mặt Trăng.

Theo Anthony Mallama, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Bảo vệ Bầu trời tối và yên tĩnh của Hiệp hội Thiên văn quốc tế (IAU), "Hành tinh này sáng gấp khoảng 100 lần một ngôi sao cấp 1".

Để dễ hình dung, trong khi sao Sirius cấp 1 có độ sáng trung bình -1,47, Sao Kim lại đạt tới -4,14 trên thang đo độ sáng của các nhà thiên văn học (vật thể mờ hơn có độ sáng dương hơn).

Vậy điều gì đã tạo nên sự siêu sáng của Sao Kim? Các nghiên cứu thiên văn học đã chỉ ra một số yếu tố then chốt.

Lớp phủ mây phản chiếu: "Tấm gương" khổng lồ

Theo nhà khoa học Sanjay Limaye từ Đại học Wisconsin-Madison, Mỹ, độ sáng mạnh mẽ của Sao Kim chủ yếu đến từ hệ số phản xạ cao của nó. Sao Kim có hệ số phản xạ lên tới 0,76, nghĩa là nó phản xạ khoảng 76% ánh sáng mặt trời nhận được trở lại không gian. Con số này vượt xa Trái Đất (30%) và Mặt Trăng (7%), chỉ kém một tấm gương hoàn hảo (100%).

Sự phản xạ ấn tượng này là nhờ lớp mây dày đặc bao phủ toàn bộ hành tinh. Một nghiên cứu năm 2018, tổng hợp dữ liệu từ các tàu thám hiểm Sao Kim những năm 1970 và 1980, cho thấy các tầng mây này trải dài từ 48 đến 70 km phía trên bề mặt, được đệm giữa các lớp sương mù và chủ yếu là các giọt axit sulfuric lơ lửng.

Ông Limaye nhấn mạnh rằng những giọt này cực kỳ nhỏ, kích thước tương đương vi khuẩn, nhưng khi tập hợp lại, chúng tạo thành một "bức màn" tán xạ ánh sáng mặt trời cực kỳ hiệu quả.

Tuy nhiên, Sao Kim không phải là vật thể phản xạ tốt nhất trong Hệ Mặt Trời. Mặt trăng Enceladus của Sao Thổ, phủ đầy băng, có hệ số phản xạ khoảng 0,8. Dù vậy, Enceladus lại mờ hơn nhiều khi nhìn từ Trái Đất.

Lý do là nó ở xa Mặt Trời hơn Sao Kim ít nhất 13 lần. Theo định luật nghịch đảo bình phương, Sao Kim nhận được ánh sáng mạnh hơn Enceladus tới 176 lần, mang lại lợi thế đáng kể về độ sáng.

Khoảng cách từ Trái Đất: Yếu tố thay đổi độ sáng

Khoảng cách gần Trái Đất cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ sáng của Sao Kim. Khoảng cách trung bình giữa hai hành tinh là 170 triệu km. Mặc dù Sao Thủy đôi khi gần Trái Đất hơn (trung bình 155,5 triệu km), nhưng kích thước lớn hơn của Sao Kim (12.104km so với Sao Thủy) khiến nó trông sáng hơn.

Độ sáng biểu kiến của Sao Kim không cố định mà thay đổi theo khoảng cách. Theo NASA, ở điểm gần nhất (khi Sao Kim nằm giữa Trái Đất và Mặt Trời), nó chỉ cách Trái Đất khoảng 38 triệu km. Tuy nhiên, tại thời điểm này, Sao Kim lại cực kỳ mờ, theo Đài quan sát Thiên văn quốc gia Nhật Bản.

Hiện tượng này xảy ra do các hành tinh trong Hệ Mặt Trời cũng có các pha giống như Mặt Trăng khi quan sát từ Trái Đất. Tại điểm gần nhất (giao hội dưới), bề mặt được chiếu sáng của Sao Kim hoàn toàn không thể nhìn thấy từ Trái Đất.

Ngược lại, phần lớn bề mặt được chiếu sáng của Sao Kim chỉ có thể nhìn thấy khi Trái Đất và Sao Kim nằm ở hai phía đối diện của Mặt Trời (giao hội trên). Tuy nhiên, lúc này, Sao Kim lại nhỏ nhất và rất mờ do ở quá xa Trái Đất.

Hiện tượng giống cầu vồng: Điểm sáng nhất

Sao Kim sáng nhất khi chỉ một phần nhỏ hình lưỡi liềm được Mặt Trời chiếu sáng trên bề mặt của nó có thể nhìn thấy. Hiện tượng này, được gọi là điểm sáng nhất, thường xảy ra một tháng trước và sau khi Sao Kim đi vào giao hội dưới.

Một nghiên cứu năm 2006 chỉ ra rằng ở giai đoạn này, các giọt axit sulfuric lơ lửng trên bề mặt Sao Kim tán xạ ánh sáng mặt trời về phía Trái Đất. "Hiện tượng này được gọi là vầng hào quang và nó thuộc cùng nhóm các hiệu ứng quang học bao gồm cầu vồng", nhà khoa học Mallama giải thích.

Theo một nghiên cứu năm 2018, sự kết hợp của các yếu tố như suất phản xạ, khoảng cách đến Trái Đất và Mặt Trời, cùng với các pha của Sao Kim khi quan sát từ Trái Đất, có thể khiến độ sáng của hành tinh này dao động từ -4,92 đến -2,98.

Tuy nhiên, độ sáng này vẫn đủ để chúng ta có thể quan sát Sao Kim trong hầu hết các tháng trong năm, ngay cả từ các khu vực đô thị.