Lý thuyết thiên văn

Đường hoàng đạo – Cánh cửa dẫn lối đến Vũ trụ

Đường hoàng đạo, hay còn gọi là mặt phẳng hoàng đạo, là đường đi biểu kiến của Mặt Trời trên thiên cầu. Nói cách khác, đây là đường vạch mà Mặt Trời di chuyển trên bầu trời khi nhìn từ Trái Đất trong suốt một năm.

Đường hoàng đạo là gì?

Đường hoàng đạo là gì?

Đường hoàng đạo là một thuật ngữ thiên văn học dùng để mô tả quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời. Nó được quan sát như một vòng tròn tưởng tượng trên thiên cầu và như một mặt phẳng. Hãy cùng tìm hiểu ý nghĩa của thuật ngữ này.

Mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất

Như chúng ta đã biết, Trái Đất quay quanh Mặt Trời và mất một năm để hoàn thành một vòng quay. Con đường mà Trái Đất đi quanh Mặt Trời suốt cả năm được gọi là quỹ đạo của Trái Đất. Mặt phẳng chứa quỹ đạo này được gọi là mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất.

Mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất giao với thiên cầu, một quả cầu tưởng tượng có tâm là Trái Đất, đại diện cho hình dạng bầu trời từ hành tinh của chúng ta. Thiên cầu giống như một quả địa cầu có các ngôi sao, hành tinh, và các thiên thể khác được vẽ lên đó. Đường hoàng đạo là đường tròn mà mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất cắt qua thiên cầu. Mặt phẳng chứa hoàng đạo, hay mặt phẳng hoàng đạo, trùng với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất.

Đường đi biểu kiến của Mặt Trời trên thiên cầu

Khi Trái Đất quay quanh Mặt Trời, ngôi sao của chúng ta dường như di chuyển dọc theo đường hoàng đạo trên thiên cầu. Mặt Trời thay đổi vị trí trên bầu trời mỗi ngày một chút, dịch chuyển khoảng 1° mỗi ngày. Nó xuất hiện cao hơn vào mùa hè và thấp hơn vào mùa đông, trở lại vị trí ban đầu hàng năm. Vì vậy, đường hoàng đạo cũng thể hiện đường đi biểu kiến của Mặt Trời trên thiên cầu trong suốt cả năm.

Tọa độ của đường hoàng đạo

Tọa độ của đường hoàng đạo

Đường hoàng đạo là cơ sở của một trong những hệ tọa độ lâu đời nhất trong thiên văn học. Hệ tọa độ này được Claudius Ptolemy ghi lại vào đầu thế kỷ thứ 2 sau Công nguyên trong tác phẩm Almagest và vẫn được sử dụng phổ biến cho đến ngày nay. Hệ tọa độ hoàng đạo mô tả vị trí và chuyển động của các vật thể trong Hệ Mặt Trời so với hoàng đạo.

Vì hầu hết các vật thể trong Hệ Mặt Trời di chuyển gần mặt phẳng hoàng đạo, hệ tọa độ này rất thuận tiện cho việc quan sát thiên văn. Hơn nữa, mặt phẳng hoàng đạo không bị ảnh hưởng bởi tuế sai trục của Trái Đất, không giống như đường xích đạo thiên cầu. Nó được cố định trong không gian, khiến nó trở thành một tham chiếu đáng tin cậy cho các nhà thiên văn học.

Những vật thể nào bạn có thể tìm thấy gần đường hoàng đạo?

Những vật thể nào bạn có thể tìm thấy gần đường hoàng đạo?

Hầu hết các vật thể trong Hệ Mặt Trời đều nằm gần mặt phẳng hoàng đạo. Điều này có nghĩa là chúng quay quanh Mặt Trời trong cùng một mặt phẳng với Trái Đất.

Hệ Mặt Trời của chúng ta thường được coi như một đĩa phẳng và lý do cho điều này là do cách nó hình thành. Các nhà khoa học tin rằng hàng tỷ năm trước, bụi và khí xung quanh Mặt Trời đã bị trọng lực kéo vào một đĩa. Tất cả các hành tinh và các vật thể nhỏ hơn ngày nay được hình thành từ đĩa này và ít nhiều vẫn ở trong cùng một mặt phẳng.

Các hành tinh trong Hệ Mặt Trời

Các hành tinh trong Hệ Mặt Trời nằm rất gần mặt phẳng hoàng đạo, nhưng quỹ đạo của chúng không bị mặt phẳng này cắt ngang. Quỹ đạo của các hành tinh nghiêng so với mặt phẳng hoàng đạo từ 0,8° đến 7°. Sao Thủy có độ nghiêng lớn nhất (7°), trong khi các hành tinh khác có độ nghiêng từ 0,8° đến 3,2°.

Vì các hành tinh di chuyển gần đường hoàng đạo nên chúng thường gặp nhau trên bầu trời, tạo ra những sự kiện thiên văn đáng kinh ngạc. Khi hai hành tinh trong Hệ Mặt Trời đi qua nhau và cách nhau vài độ trên bầu trời, hiện tượng này được gọi là sự tiếp cận gần. Khi có ít nhất ba hành tinh xuất hiện gần nhau trong một khu vực nhỏ trên bầu trời, nó được gọi là sự thẳng hàng hành tinh.

Mặt Trăng

Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nghiêng 5,1° so với mặt phẳng hoàng đạo. Quỹ đạo này đi qua mặt phẳng hoàng đạo tại hai điểm: Nút tăng dần (khi Mặt Trăng di chuyển lên trên mặt phẳng hoàng đạo) và nút giảm dần (khi Mặt Trăng di chuyển xuống dưới mặt phẳng hoàng đạo).

Nếu Trăng tròn trùng với thời điểm Mặt Trăng đi qua đường hoàng đạo, chúng ta sẽ có nguyệt thực. Nếu điều này xảy ra vào thời điểm Trăng non, chúng ta sẽ có nhật thực. Mặt Trăng đi qua đường hoàng đạo khoảng hai lần mỗi tháng, nhưng không phải lúc nào cũng diễn ra trong giai đoạn Trăng non hoặc Trăng tròn, vì vậy nhật thực và nguyệt thực không xảy ra thường xuyên.

Mặt Trăng và các hành tinh thỉnh thoảng cũng gặp nhau trên bầu trời. Khi Mặt Trăng và một hành tinh cách nhau vài độ trên bầu trời, hiện tượng này được gọi là sự tiếp cận gần của Mặt Trăng và hành tinh. Đôi khi, Mặt Trăng che khuất một hành tinh, sự kiện này được gọi là sự huyền bí của Mặt Trăng. Những sự kiện này rất hiếm và chỉ có thể nhìn thấy từ những khu vực nhỏ trên Thế Giới.

Tiểu hành tinh, hành tinh lùn, và sao chổi trong Hệ Mặt Trời

Tiểu hành tinh, hành tinh lùn, và sao chổi trong Hệ Mặt Trời

Hầu hết các thiên thể nhỏ trong Hệ Mặt Trời, chẳng hạn như các tiểu hành tinh và hành tinh lùn trong vành đai tiểu hành tinh chính và vành đai Kuiper, đều nằm gần đường hoàng đạo. Tuy nhiên, các hành tinh lùn thường có quỹ đạo nghiêng hơn so với mặt phẳng hoàng đạo. Ví dụ, quỹ đạo của Sao Diêm Vương nghiêng 17,2° so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất.

Các sao chổi chu kỳ ngắn (những sao chổi mất ít hơn 200 năm để quay quanh Mặt Trời) cũng có quỹ đạo gần với mặt phẳng hoàng đạo. Tuy nhiên, không phải tất cả các sao chổi đều tuân theo quy tắc này: Các sao chổi có chu kỳ dài (những sao chổi có chu kỳ quỹ đạo dài hơn 200 năm) có quỹ đạo được định hướng ngẫu nhiên và không nhất thiết phải theo mặt phẳng hoàng đạo.

Cung hoàng đạo và chòm sao “Bị lãng quên”

Ngoài các vật thể trong Hệ Mặt Trời, bạn cũng có thể quan sát các ngôi sao gần đường hoàng đạo. Đường hoàng đạo giao nhau với 13 chòm sao trên thiên cầu, được gọi là các chòm sao hoàng đạo. Mười hai trong số đó nổi tiếng vì liên quan đến chiêm tinh học và được gọi là cung hoàng đạo. Các cung hoàng đạo bao gồm: Bạch Dương, Kim Ngưu, Song Tử, Cự Giải, Sư Tử, Xử Nữ, Thiên Bình, Bọ Cạp, Nhân Mã, Ma Kết, Bảo Bình, và Song Ngư.

Ngoài ra, còn có một chòm sao “bị lãng quên” thứ 13 tên là Xà Phu (Ophiuchus). Mặc dù không thuộc cung hoàng đạo, nhưng Xà Phu cũng là một chòm sao hoàng đạo.

Đường xích đạo thiên thể và đường hoàng đạo

Đường xích đạo thiên thể và đường hoàng đạo

Đường xích đạo thiên cầu của Trái Đất là đường tròn nơi mặt phẳng xích đạo địa lý của Trái Đất đi qua thiên cầu. Quan trọng là, đường xích đạo thiên cầu không trùng với đường hoàng đạo.

Trái Đất không đứng thẳng trên quỹ đạo của nó; trục quay của Trái Đất nghiêng một góc 23,5 độ so với phương vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất. Vì mặt phẳng xích đạo của Trái Đất vuông góc với trục quay, nên nó nghiêng một góc 23,5 độ so với mặt phẳng hoàng đạo. Kết quả là, đường xích đạo thiên cầu của Trái Đất nghiêng 23,5 độ so với đường hoàng đạo trên thiên cầu. Điều này gây ra một số hiện tượng thiên thể đặc biệt.

Điểm chí và điểm phân

Đường xích đạo thiên cầu và đường hoàng đạo giao nhau tại hai điểm trên thiên cầu, được gọi là điểm phân. Chúng đánh dấu sự chuyển tiếp thiên văn từ hạ sang thu (thu phân) và từ đông sang xuân (xuân phân).

Hai điểm trên hoàng đạo nơi nó xa xích đạo thiên cầu nhất được gọi là điểm chí. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi thiên văn từ mùa thu sang mùa đông (đông chí) và từ mùa xuân sang mùa hè (hạ chí). Khi một bán cầu nghiêng về phía Mặt Trời tại một trong những điểm này, nó sẽ trải qua ngày hạ chí, trong khi bán cầu còn lại nghiêng ra xa Mặt Trời sẽ trải qua ngày đông chí.

Tuế sai trục và tuế sai của điểm phân

Trái Đất không chỉ nghiêng so với quỹ đạo của nó mà còn chao đảo khi quay. Hãy tưởng tượng một con quay: khi nó di chuyển chậm, trục quay của nó vẽ ra một vòng tròn nhỏ trong không khí. Tương tự, Trái Đất vẽ một vòng tròn trong không gian bằng trục của nó, hoàn thành một vòng tròn trong khoảng 25.800 năm. Sự chao đảo này của trục Trái Đất được gọi là tuế sai trục.

Do tuế sai trục, các điểm giao nhau của xích đạo thiên cầu và hoàng đạo (tức là điểm phân) dịch chuyển theo thời gian. Hiệu ứng này được gọi là tuế sai của điểm phân. Kết quả là vị trí của Mặt Trời so với các ngôi sao tại những điểm này dần thay đổi.

Ví dụ, khoảng 2.000 năm trước, vào thời điểm xuân phân tháng 3, Mặt Trời nằm trong chòm sao hoàng đạo Bạch Dương. Đó là lý do tại sao điểm này còn được gọi là Điểm Đầu Tiên của Bạch Dương. Tuy nhiên, ngày nay, giao điểm của hoàng đạo và thiên xích đạo đã dịch chuyển, và Mặt Trời hiện “thăm” Song Ngư vào ngày xuân phân tháng 3.

Tuế sai trục cũng có nghĩa là vị trí của thiên cực Bắc không cố định. Hiện tại, ngôi sao Alpha Ursae Minoris (Sao Bắc Đẩu) ở gần thiên cực Bắc nhất. Tuy nhiên, trong khoảng 13.000 năm nữa, ngôi sao Vega sẽ là ngôi sao sáng nhất ở cực Bắc vì trục Trái Đất sẽ chỉ về hướng của nó.

Câu hỏi thường gặp về đường hoàng đạo và hiện tượng liên quan

Câu hỏi thường gặp về đường hoàng đạo và hiện tượng liên quan

Câu 1. Đường hoàng đạo là gì?

Đường hoàng đạo chỉ đường tròn tưởng tượng trên bầu trời, tạo bởi mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời. Đường này thể hiện lộ trình dường như của Mặt Trời so với bầu trời trong một năm.

Câu 2. Vì sao Mặt Trời có vẻ như di chuyển trên bầu trời?

Mặt Trời có vẻ di chuyển qua bầu trời do sự xoay vòng của Trái Đất quanh trục của nó cùng với chuyển động quay quanh Mặt Trời. Sự quay này khiến Mặt Trời mọc và lặn hàng ngày, và chuyển đổi vị trí theo mùa trong năm.

Câu 3. Liệu tất cả các hành tinh có cùng một mặt phẳng quỹ đạo không?

Tất cả các hành tinh trong hệ Mặt Trời chủ yếu nằm trên một mặt phẳng gọi là mặt phẳng hoàng đạo. Mặc dù Trái Đất là hành tinh duy nhất di chuyển chính xác trên mặt phẳng này, các hành tinh khác có quỹ đạo hơi nghiêng vài độ so với mặt phẳng hoàng đạo, tạo thành một dải hẹp trên bầu trời.

Câu 4. Sự khác biệt giữa mặt phẳng hoàng đạo và quỹ đạo là gì?

Mặt phẳng quỹ đạo có thể áp dụng cho bất kỳ thiên thể nào quay quanh ngôi sao của nó, trong khi mặt phẳng hoàng đạo cụ thể chỉ mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời.

Câu 5. Đường xích đạo thiên thể khác đường hoàng đạo như thế nào?

Hoàng đạo là đường tròn do mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất tạo ra trên thiên cầu, trong khi đường xích đạo thiên thể là đường tròn do mặt phẳng xích đạo địa lý của Trái Đất tạo ra trên thiên cầu. Chúng là hai thuật ngữ thiên văn biệt lập.

Câu 6. Khi nào Mặt Trời ở trên xích đạo thiên thể?

Mặt Trời đi qua xích đạo thiên thể hai lần mỗi năm, đó là vào các dịp xuân phân và thu phân.

Câu 7. Nguồn gốc của từ “hoàng đạo” là gì?

Thuật ngữ “hoàng đạo” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “ekleipsis,” nghĩa là “sự biến mất.” Tên gọi này xuất phát từ quan sát của các nhà thiên văn cổ đại, khi họ thấy Mặt Trời “biến mất” trong nhật thực, tại những điểm mà quỹ đạo của nó cắt ngang quỹ đạo của Mặt Trăng.

Thông qua bài viết này trên Thienvanhoc.edu.vn, hy vọng bạn đã có thể hiểu rõ hơn về vòng hoàng đạo và những chòm sao tạo nên 12 cung trong chiêm tinh học cũng như thiên văn học. Vòng hoàng đạo không chỉ là một công cụ trong chiêm tinh học mà còn là một phần không thể tách rời của lịch sử nghiên cứu bầu trời.

Chúng tôi khuyến khích bạn tiếp tục khám phá và theo dõi các bài viết khác trên trang web để mở rộng kiến thức và hiểu biết về vũ trụ và ảnh hưởng của nó đến cuộc sống hàng ngày. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu sâu hơn và khám phá những bí mật của thiên văn và chiêm tinh học!

Tác giả: