Chúng
ta vẫn thường cho rằng đài Thiên Văn chắc chắn được đặt trên núi cao,
tuy nhiên điều đó đúng nhưng chưa đủ, vì có những đài Thiên Văn được đặt
sâu hàng ngàn mét dưới đại dương và có những đài Thiên Văn được đặt ở
trong vũ trụ..
Đài Thiên Văn trên núi cao
Công
việc chủ yếu của đài Thiên Văn là dùng kính viễn vọng Thiên Văn để quan
trắc các ngôi sao, nên các đài Thiên Văn thường được đặt trên đỉnh núi.
Đài quan sát Atacama Large Millimeter Array, Chile (Ảnh: wiki)
Nguyên
nhân chủ yếu để đài Thiên Văn được đặt trên đỉnh núi là Trái Đất bị bầu
khí quyển bao phủ, ánh sáng các ngôi sao phải xuyên qua tầng khí quyển
này mới chiếu đến kính viễn vọng của đài Thiên Văn được. Còn thêm sương
mù, bụi bặm và hơi nước trong không khí ảnh hưởng rất nhiều đến quan
trắc Thiên Văn, nhất là những nơi gần thành phố lớn, ban đêm ánh đèn
thành phố hắt lên không trung, chiếu lên những hạt bụi nhỏ này, khiến
cho bầu trời sáng, ngăn cản các nhà Thiên Văn quan sát những ngôi sao
tối. Ở những chỗ cách xa thành phố, bụi bặm và sương mù tương đối ít,
tình hình có khá hơn nhưng vẫn không thể tránh khỏi ảnh hưởng.
Đài quan sát Mauna Kea, Hawaii, nơi điều hành loạt kính viễn vọng quang lớn nhất thế giới, độ cao 4.205 m (Ảnh: wiki)
Chỗ
càng cao không khí càng loãng, sương mù, bụi bặm và hơi nước càng ít
nên ảnh hưởng càng nhỏ, cho nên người ta đặt các đài Thiên Văn trên đỉnh
núi. Ngày nay trên thế giới có 3 đài Thiên Văn lớn nhất đều đặt trên
đỉnh núi, đó là đỉnh núi Ymonakhaia ở Hawaii cao hơn mặt biển 4206 m,
núi Antis ở Chilê cao hơn mặt biển 2.500 m và núi Ganali ở Đại tây dương
cao hơn mặt biển 2.426 m.
Ngoài
ra, trên đỉnh núi thường là những nơi ít chịu ảnh hưởng của các loại
sóng điện thoại, wifi nên các tín hiệu đến từ vũ trụ không bị nhiễu.
Đài Thiên Văn dưới biển sâu
Nói
chung các đài Thiên Văn đều đặt trên đỉnh núi để quan trắc tốt. Nhưng
ít ai nghĩ tới rằng, đài Thiên Văn cũng có thể được đặt dưới biển sâu.
Đài
Thiên Văn đặt dưới biển sâu là bổ khuyết cho đài Thiên Văn trên mặt
đất. Bởi trong vũ trụ có những chùm hạt mà đài Thiên Văn trên núi cao
không thể “bắt” được tuy nhiên lại có thể “bắt” được chúng ở dưới biển
sau khi đã được một lớp nước dày “lọc” qua.
Đài quan sát dưới biển sâu (Ảnh minh họa: khoahoc.tv)
Một
ví dụ cụ thể là hạt neutrino. Các nhà khoa học từ dự đoán sự tồn tại
của nó đến “bẫy” được nó, đã mất trọn 30 năm. Neutrino là loại hạt trung
tính không mang điện, khối lượng của nó còn nhỏ hơn điện tử rất nhiều,
nhưng lại có sức xuyên rất lớn, nó có thể xuyên qua bất kỳ chất nào,
thậm chí xuyên qua Trái Đất từ bên này sang bên kia.
Các
nhà Thiên Văn rất quan tâm đến hạt neutrino này, vì nó mang những thông
tin từ các thiên thể trong vũ trụ đến. Nhưng chúng ta muốn nhận được nó
từ trong không trung hoặc từ tầng khí quyển trên mặt đất là vô cùng khó
khăn. Do đó các nhà khoa học căn cứ vào đặc điểm của hạt neutrino, đã
dời các thiết bị tìm kiếm và quan trắc xuống dưới đáy biển sâu, lợi dụng
tầng nham thạch của vỏ Trái Đất hoặc nước biển để ngăn cản những hạt
khác đến từ vũ trụ, từ đó mà theo dõi chặt chẽ hạt neutrino và tìm cách
“bẫy” được nó.
Hiện
nay trong số các đài Thiên Văn trên thế giới được xây dựng dưới đất
hoặc đáy biển có đài Thiên Văn của Cục nghiên cứu vũ trụ Đại học Tokyo
Nhật Bản. Đài Thiên Văn của họ sâu dưới đất 1000 m; trạm khảo sát Nam
Cực Amenglin Skeut Đại học Waysken Mỹ xây dựng một đài Thiên Văn
“Amamuta” dưới tầng băng Nam Cực sâu 2.000m; đài Thiên Văn dưới đáy biển
Amamuta ở Hawaii.
Bước
đầu sử dụng những đài quan trắc sâu dưới đáy biển này đã thu được những
hiệu quả rất đáng mừng. Các nhà khoa học cho rằng, dùng nó để quan trắc
và tiếp nhận các thông tin nào đó từ các thiên thể, những đài Thiên Văn
trên mặt đất không thể nào so sánh được. Ví dụ cùng quan trắc Mặt Trời,
các đài Thiên Văn đáy biển sẽ quan trắc được những biến đổi chỉ phát
sinh trong chốc lát ở trên Mặt Trời, đó là những kết quả mà kính viễn
vọng mặt đất nào cũng không thể làm được.
Đài Thiên Văn trong vũ trụ
Các
đài Thiên Văn đặt trong vũ trụ là kính viễn vọng hoặc các dụng cụ khác
nằm ở không gian ngoài vũ trụ. Các kính viễn vọng không gian có thể được
sử dụng để quan sát các vật thể Thiên Văn ở các bước sóng của phổ điện
từ không thâm nhập được vào bầu khí quyển của Trái Đất và do đó không
thể quan sát bằng kính Thiên Văn mặt đất. Bầu khí quyển của Trái Đất
ngăn chặn các tia cực tím, tia X và tia gamma và một phần bức xạ hồng
ngoại, nên các quan sát trong những phần này của phổ điện từ được thực
hiện tốt nhất từ một vị trí ngoài bầu khí quyển của hành tinh chúng ta.
Kính viễn vọng không gian Hubble (Ảnh: wiki)
Một
lợi thế khác của kính viễn vọng không gian là do vị trí của chúng trên
bầu khí quyển của Trái đất, hình ảnh của chúng không bị ảnh hưởng bởi sự
nhiễu loạn khí quyển gây ra những quan sát trên mặt đất. Kết quả là độ
phân giải góc của kính viễn vọng không gian như Kính viễn vọng không
gian Hubble thường nhỏ hơn nhiều so với một kính Thiên Văn mặt đất với
khẩu độ tương tự.
Tuy
nhiên, tất cả những lợi thế đi kèm với một mức giá. Kính viễn vọng
không gian đắt hơn nhiều so với kính Thiên Văn mặt đất, chỉ riêng việc
nghiên cứu để phóng kính viễn vọng không gian Hubble đã tốn tới hơn 1 tỉ
đô la. Hơn nữa kính viễn vọng không gian cũng dễ gặp rất nhiều rủi ro
trong quá trình phóng, và chỉ một lỗi nhỏ có thể khiến mất hàng tỉ đô la
để sửa chữa vì kính viễn vọng không gian cũng rất khó bảo trì. Chính vì
chi phí đắt đỏ và độ khó lớn như vậy, việc phóng các thiết bị quan sát
vũ trụ là gần như bất khả thi với hầu hết các quốc gia..
Hình ảnh mô tả kính viễn vọng không gian James Webb dự kiến phóng lên vũ trụ năm 2019 (Ảnh: wiki)
Như
vậy ta có thể thấy việc xây dựng đài Thiên Văn ở dưới nước hay trong vũ
trụ không phải là cạnh tranh vị trí với đài Thiên Văn được đặt trên
đỉnh núi mà nó là một sự bổ sung. Có rất nhiều tia vũ trụ mà đài Thiên
Văn mặt đất không thể quan sát được, mà chỉ có thể quan sát được từ dưới
biển hoặc trong không gian, việc xây dựng các đài Thiên Văn ở những môi
trường quan sát khác nhau sẽ giúp chúng ta bắt được nhiều tia vũ trụ
hơn và qua đó có cái nhìn toàn vẹn hơn về vũ trụ.
Nam Minh
No comments:
Post a Comment