rong số những hành tinh trong hệ mặt trời, Sao Thủy chịu số phận đau khổ nhất. Chỉ có đường kính khoảng 4.880km và trong 4,5 tỉ năm tồn tại, nó liên tục bị thiêu đốt dưới sức nóng của mặt trời. Ngôi sao này cách mặt trời chỉ khoảng 58 triệu km.

Sao Thủy (chấm đen) quá nhỏ và nằm rất gần mặt trời.

Môi trường cực kỳ khắc nghiệt và bề mặt cằn cỗi trên Sao Thủy khác xa so với Trái Đất. Ngoại trừ 3 lần tiếp cận của tàu Mariner 10 vào năm 1974 và 1975, không một vệ tinh nào khác của NASA sống sót mà gửi tín hiệu về nhà. Cho đến tận tháng 3 năm nay, tàu thăm dò Messenger của NASA khởi hành vào năm 2004 đã tiếp cận được quỹ đạo của sao Thủy và bắt đầu khảo sát hành tinh này trong vòng ít nhất 1 năm. Tuần vừa qua, những thông tin mới nhất về sao Thủy được đăng trên báo Science và giúp con người hiểu sâu hơn về thế giới bí ẩn trên sao Thủy.

So sánh kích thước Trái Đất, Sao Thủy và mặt trăng.

Tuy nhìn bề ngoài Sao Thủy có vẻ giống với mặt trăng, nhưng môi trường trên bề mặt lại rất khắc nghiệt. Tác động cực lớn của lực hấp dẫn mặt trời khiến cho Sao Thủy tự quay cực chậm. Theo báo cáo mới nhất thì trong thời gian quay 1 vòng quanh mặt trời, Sao Thủy chỉ quay xung quanh nó 3 vòng. Bề mặt hướng về mặt trời của hành tinh này có nhiệt độ lên đến 510°C, trong khi mặt sau lại âm 210°C. Phần lõi của nó cũng rất đặc biệt, bằng kim loại và có đường kính lớn hơn cả bán kính chính nó. Trong khi lõi của Trái Đất chỉ chiếm 9,5% đường kính.

Lõi của Sao Thủy cực lớn so với chính hành tinh này.

Kết cấu đặc biệt của Sao Thủy có thể được giải thích như sau: trước đây nó cũng lớn tương đương Sao Kim hay Trái Đất, nhưng vì khoảng cách quá gần nên nó đã bị mặt trời dần dần thổi bay các lớp bề mặt. Hoặc cũng có một giả thuyết khác, những vụ va chạm với các thiên thạch đã khiến cho bề mặt của Sao Thủy bị hao mòn rất nhiều. Tuy nhiên báo Science mới đây đã gợi mở những giả thuyết mới.

Việc khảo sát Sao Thủy của tàu Messenger bao gồm sử dụng máy đo tia gamma và tia X quang để phân tích chất liệu bề mặt của nó. Nguyên tố chủ yếu mà các nhà khoa học đang tìm kiếm là potassium và thorium. Cả 2 nguyên tố này đều rất dồi dào trong hệ mặt trời, tuy nhiên chúng cũng rất dễ bay hơi và chỉ có thể tồn tại trong một số điều kiện nhất định. Nhiệt độ chính là một trong những yếu tố khiến potassium và thorium dễ bay hơi nhất.

Cả 2 giả thuyết bị sức nóng và thiên thạch bào mòn đều dựa trên dự đoán từ trước kia cho rằng Sao Thủy có nhiệt độ bề mặt lên tới 3.200°C. Tại nhiệt độ này, potassium và thorium đều bốc hơi, uranium cũng bị thiêu hủy, kết hợp với khí oxy để tại ra UO3. Nhưng tàu Messenger phủ nhận điều này. Tỉ lệ các nguyên tố trên của Sao Thủy đều rất giống với hầu hết các hành tinh khác như Sao Kim, Trái Đất và đặc biệt là Sao Hỏa.

Những nguyên tố dễ bay hơi này bị tách ra khỏi về mặt và giúp các nhà khoa học đi đến một giả thuyết khác: sự phân tán nguyên tố khiến cho bề mặt Sao Thủy bị bào mòn. Các nhà khoa học đã nghiên cứu dữ liệu từ các tia gamma và tia X, họ cho rằng sự bào mòn bề mặt này xuất phát từ việc các núi lửa phun trào những vật chất dễ bay hơi lên bề mặt. Theo thời gian chúng bốc hơi và tạo ra những cái hố cực lớn mà vệ tinh có thể quan sát từ ngoài vũ trụ.

Bề mặt Sao Thủy có rất nhiều hố và núi lửa lớn.

“Điều này hỗ trợ cho giả thuyết Sao Thủy có chứa một lượng chất dễ bay hơi rất dồi dào, và bác bỏ những giả thuyết khác về sự hình thành của nó”. Nói cách khác, giả thuyết va chạm với các thiên thạch và bị sức nóng thiêu đốt bề mặt là không khả dĩ.

Một bài báo khác của Science cũng đã tiết lộ thêm những thông tin mới: Sao Thủy có từ trường giống với Trái Đất, nhưng yếu hơn, và cực từ của nó lệch 3 độ so với trục địa lý. Nó cũng có đủ hạt mang điện tích để tự quay, nhưng từ trường của nó không đủ mạnh để tạo ra hiện tượng giống như vòng đai Van Allen của Trái Đất. Bán cầu bắc của Sao Thủy được hình thành nhờ các núi lửa, chứng tỏ hoạt động địa lý tại hành tinh này mạnh hơn chúng ta tưởng.

Những phát hiện mới này đang khiến cho các nghiên cứu rất háo hức, đặc biệt là việc giải đố quá trình hình thành nên Sao Thủy. Vẫn cần có thêm những thông tin từ tàu Messenger để chúng ta đi đến được kết luận cuối cùng. Tất cả đều vẫn chỉ nằm ở mức giả thuyết, và nếu chúng đều sai thì chúng ta phải tìm ra được một giả thuyết dự phòng.

Đó là một trường hợp thường xuyên xuất hiện trong khoa học, một lý luận cũ sụp đổ nhưng chưa chắc đã có một lý luận mới có thể thay thế được nó. Điều này không có nghĩa chúng ta thất bại, chỉ là 1 bước tiến mới trong việc tìm đến tri thức mà thôi.

Sao Thủy hay Thủy Tinh là hành tinh nhỏ nhất và gần Mặt Trời nhất trong tám hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời,[a] với chu kỳ quỹ đạo bằng 88 ngày Trái Đất. Nhìn từ Trái Đất, hành tinh hiện lên với chu kỳ giao hội trên quỹ đạo bằng xấp xỉ 116 ngày, và nhanh hơn hẳn những hành tinh khác. Tốc độ chuyển động nhanh này đã khiến người La Mã đặt tên hành tinh là Mercurius, vị thần liên lạc và đưa tin một cách nhanh chóng. Trong thần thoại Hy Lạp tên của vị thần này là Hermes (Ερμής). Tên tiếng Việt của hành tinh này dựa theo tên do Trung Quốc đặt, chọn theo hành thủy trong ngũ hành.

Do hành tinh hầu như không có khí quyển để giữ lại nhiệt lượng, bề mặt Sao Thủy trải qua sự biến đổi nhiệt độ lớn nhất trong số các hành tinh, thay đổi từ 100 K (−173 °C; −280 °F) vào ban đêm tới 700 K (427 °C; 800 °F) vào ban ngày. Trục quay của Sao Thủy có độ nghiêng nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời (khoảng 1⁄30 độ), nhưng hành tinh lại có độ lệch tâm quỹ đạo lớn nhất.[a] Tại viễn điểm quỹ đạo, Sao Thủy ở cách xa Mặt Trời hơn 1,5 lần khi so với hành tinh ở cận điểm quỹ đạo. Bề mặt hành tinh có rất nhiều hố va chạm nhìn trông giống như bề mặt của Mặt Trăng, và hành tinh không còn hoạt động địa chất trong hàng tỷ năm trước.

Trên Sao Thủy không có sự biến đổi thời tiết theo mùa như ở các hành tinh khác bởi vì nó không có bầu khí quyển đáng kể. Hành tinh bị khóa thủy triều với Mặt Trời do đó nó quay trên quỹ đạo rất khác so với các hành tinh khác. Khi lấy các ngôi sao cố định làm điểm mốc, nó tự quay được chính xác ba vòng trong hai chu kỳ quỹ đạo quanh Mặt Trời [b]. Khi nhìn từ Mặt Trời, trong hệ quy chiếu quay cùng với chuyển động quỹ đạo, hành tinh hiện lên chỉ quay quanh trục một lần trong hai "năm" Sao Thủy. Do vậy nếu có người đứng trên Sao Thủy họ chỉ nhận thấy 1 ngày trong 2 năm.

Bởi vì quỹ đạo Thủy Tinh nằm bên trong quỹ đạo Trái Đất (và của Sao Kim), khi nhìn từ Trái Đất hành tinh có lúc hiện lên vào buổi sáng hoặc vào buổi tối, nhưng không bao giờ có thể nhìn thấy lúc nửa đêm. Tương tự như Sao Kim và Mặt Trăng, hành tinh cũng có các pha quan sát khi nó di chuyển trên quỹ đạo. Sao Thủy không có một vệ tinh tự nhiên nào. Độ sáng biểu kiến của Sao Thủy thay đổi từ −2,0 đến 5,5; nhưng vì quá gần Mặt Trời nên nếu quan sát hành tinh này qua kính viễn vọng rất khó khăn và ít khi thực hiện được.

Hai phi thuyền đã ghé thăm sao Thủy: Mariner 10 bay vào năm 1974 và 1975; và MESSENGER, được phóng lên vào năm 2004, đã quay quanh sao Thủy hơn 4.000 lần trong vòng bốn năm trước khi cạn kiệt nguồn nhiên liệu và rơi vào bề mặt hành tinh này vào ngày 30 tháng 4 năm 2015.