Đây là chương trình Hubblecast!
Với tin tức và hình ảnh từ NASA/ESA Hubble Space Telescope
Cùng du hành xuyên qua thời gian và không gian với Tiến sĩ J, hay Tiến sĩ Joe Liske. Tập 24_6: Bên ngoài Trái Đất
Xin chào và hoan nghênh đến với tập đặc biệt thứ sáu của Hubblecast
nhân dịp kỉ niệm năm Thiên văn Quốc tế 2009.
Trong tập trước, chúng ta đã tìm hiểu về cách kính thiên văn quan sát Vũ Trụ
với ánh sáng mà mắt người khó có thể thấy.
Trong tập này, ta sẽ xem cách kính thiên văn không gian cách mạng hóa mọi lĩnh vực trong thiên văn học.
Kính thiên văn Không gian Hubble
Cho đến tận bây giờ đây là kính thiên văn nổi tiếng nhất trong lịch sử. Sở dĩ như vậy là có lí do.
Hubble đã cách mạng hóa rất nhiều lĩnh vực trong thiên văn học.
Với những tiêu chuẩn hiện đại, thực tế gương của Hubble khá là nhỏ.
Với đường kính chỉ khoảng 2.4m.
Nhưng vị trí của Hubble, theo đúng nghĩa đen, là bên ngoài thế giới này.
Vượt khỏi những tác động làm mờ ảnh của bầu khí quyển Trái Đất,
có một tầm nhìn nhạy bén đặc biệt về Vũ Trụ.
Và hơn nữa, Hubble có thể thấy ánh sáng tử ngoại và hồng ngoại gần.
Ánh sáng không thể nhìn thấy được bởi các kính thiên văn dưới mặt đất vì chúng bị chặn lại bởi bầu khí quyển.
Các máy ảnh và phổ kế của kính, có những cái to bằng bốt điện thoại công cộng,
phân tích và ghi lại ánh sáng từ những vùng xa xôi của Vũ Trụ.
Tương tự như các kính thiên văn dưới mặt đất, qua thời gian Hubble cũng phải được nâng cấp.
Các phi hành gia đi bộ trong không gian thực hiện sứ mệnh bảo dưỡng cho kính.
Những bộ phận hỏng hóc được cải tạo, và các thiết bị cũ hơn được thay thế với công nghệ tối tân hơn.
Hubble đã trở thành nguồn lực của mảng thiên văn học quan sát.
Và thay đổi những hiểu biết của chúng ta về Vũ Trụ.
Với tầm nhìn sắc bén, Hubble đã quan sát những thay đổi theo mùa ở Sao Hỏa.
Một vụ va chạm của một sao chổi ở Sao Mộc...
ảnh nằm ngang của chiếc vòng vành đai Sao Thổ
và cả bề mặt của Sao Diêm Vương bé xíu.
Cho ta thấy vòng đời của những ngôi sao,
ngay từ lúc sinh ra và những ngày đầu đời trong những vườn ươm đầy khí và bụi.
cho đến những lời chào từ biệt cuối cùng của chúng
như những tinh vân mềm mại, dần được thổi vào không gian bởi những ngôi sao chết,
hoặc những vụ nổ supernova chấn động, gần như chiếu sáng chói thiên hà, nhà của chúng.
Lặn sâu vào Tinh vân Orion, Hubble còn thấy nơi ra đời của các Hệ Mặt Trời mới:
những chiếc đĩa bụi quanh những ngôi sao mới sinh mà sau này chúng sẽ cô đặc lại thành các hành tinh.
Kính thiên văn không gian còn nghiên cứu hàng nghìn ngôi sao riêng lẻ trong những cụm sao cầu khổng lồ,
đó là những gia đình sao lâu đời nhất trong Vũ Trụ.
Và các thiên hà, đương nhiên.
Các nhà thiên văn học chưa bao giờ nhìn thấy chi tiết đến thế.
Các nhánh xoắn ốc tráng lệ, những làn bụi say mê, và cả những vụ va chạm mãnh liệt.
Tiến hành phơi sáng cực lâu tại những khu vực tối tăm của bầu trời
để thấy hàng nghìn thiên hà mờ nhạt cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng.
Các hạt photon được phát ra vào thời điểm Vũ Trụ vẫn còn trẻ.
Một cửa sổ mở vào quá khứ xa xôi, lan tỏa ánh sáng mới vào một Vũ Trụ không ngừng tiến hóa.
Hubble không phải là kính thiên văn duy nhất trong không gian.
Đây chính là Kính thiên văn Không gian Spitzer của NASA, được phóng vào tháng 8 năm 2003.
Trong một chừng mực nào đó, Spitzer tương đượng như Hubble về mặt hồng ngoại.
Gương của Spitzer chỉ có đường kính khoảng 85cm.
Ngoài ra, kính được ẩn mình trong một tấm chắn nhiệt bảo vệ kính trước Mặt Trời.
Và các bộ cảm biến được đặt trong một phích cách nhiệt chứa heli lỏng
Các bộ cảm biến tại đây được làm lạnh chỉ còn vài độ trên độ không tuyệt đối, làm chúng trở nên nhạy bén.
Spitzer cho ta thấy một Vũ Trụ đầy bụi bặm.
Những đám mây bụi tối, mờ đục tỏa sáng trong ánh sáng hồng ngoại khi được làm nóng.
Sóng xung kích từ các vụ va chạm thiên hà thổi bay bụi trong những chiếc vòng của thiên hà
và các nét thủy triều,
những khu vực mới dánh cho quá trình hình thành sao ở khắp thiên hà.
Bụi cũng được tạo ra từ cái chết của một ngôi sao.
Spitzer phát hiện các tinh vân hành tinh và tàn tích supernova chứa đầy các hạt bụi,
là khối vật liệu cần thiết cho việc tạo nên những hành tinh tương lai.
Ở các bước sóng hồng ngoại khác, Spitzer còn có thể nhìn xuyên qua một đám mây bụi,
hé lộ những ngôi sao bên trong, ẩn mình trong các lõi bụi.
Cuối cùng, các phổ kế của kính thiên văn nghiên cứu bầu khí quyển của các ngoại hành tinh
những hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc, quay quanh ngôi sao chủ chỉ trong vài ngày.
Vậy còn tia X và tia gamma thì sao?
chúng hoàn toàn bị chặn bởi bầu khí quyển Trái Đất.
Vì vậy nếu như không có các kính thiên văn không gian,
các nhà thiên văn học sẽ không thấy được gì từ những dạng năng lượng bức xạ mạnh mẽ này.
Kính thiên văn không gian tia X và tia gamma hé lộ một Vũ Trụ nóng bỏng, đầy năng lượng và mãnh liệt
của các cụm thiên hà, lỗ đen, các vụ nổ supernova và những vụ va chạm thiên hà.
Tuy vậy, các kính thiên văn này rất khó chế tạo.
Bức xạ năng lượng đi qua một gương thông thường.
Tia X chỉ có thể được tập trung với các vỏ gương được làm từ vàng nguyên chất lồng vào nhau.
Và tia gamma được nghiên cứu bằng các camera lỗ kim phức tạp,
hoặc các chất phát sáng được lấp đầy
nhằm ghi lại những chớp ngắn của ánh sáng thông thường khi bị các hạt photon của tia gamma đập vào.
Vào thập niên 1990, NASA triển khai Đài quan sát Tia Gamma Compton
Vào thời điểm đó, nó là vệ tinh khoa học lớn nhất và nặng nhất từng được phóng vào không gian.
Một phòng thí nghiệm không gian được trang bị đầy đủ.
Vào năm 2008, Compton được GLAST kế nghiệp:
Kính thiên văn Không gian Tia Gamma Khu vực Rộng (Gamma Ray Large Area Space Telescope)
GLAST sẽ nghiên cứu mọi thứ trong Vũ Trụ năng lượng cao từ vật chất tối cho đến các sao xung.
Trong khi đó, các nhà thiên văn lại có đến 2 kính thiên văn tia X trong không gian.
Đài quan sát tia X Chandra của NASA
và Đài quan sát XMM-Newton của ESA đều đang nghiên cứu những nơi nóng nhất trong Vũ Trụ.
Đây là hình ảnh bầu trời dưới con mắt tia X.
Những hình dạng lan tỏa trong ảnh chính là những đám mây khí,
được làm nóng đến hàng nghìn độ bởi sóng xung kích từ các tàn tích supernova.
Các Điểm sáng trong ảnh chính là những nguồn tia X nhị phân:
đó là những ngôi sao neutron và lỗ đen hút vật chất từ một sao đồng hành.
Những dòng khí nóng, bị hút này phát ra tia X.
Tương tự, các kính thiên văn tia X cho thấy lỗ đen siêu khối lượng trong nhân của các thiên hà xa xôi.
Dòng vật chất xoắn lại hướng vào trong nóng lên đủ phát sáng trong tia X.
Chỉ ngay trước khi chúng lao vào lỗ đen và biến mất.
Khí nóng nhưng loãng cũng lấp đầy không gian giữa từng thiên hà trong một cụm.
Đôi khi, khí ở trung tâm bị kích động mạnh và nóng hơn nữa khi các cụm thiên hà va chạm và sát nhập.
Thú vị hơn nữa là các chớp gamma, sự kiện mang năng lượng mạnh nhất trong Vũ Trụ.
Đây là những vụ nổ hủy diệt cuối cùng của của những ngôi sao có khối lượng rất nặng và quay rất nhanh.
Chưa đầy một giây, chúng giải phóng năng lượng hơn tổng năng lượng của Mặt Trời trong 10 tỷ năm.
Hubble, Spitzer, Chandra, XMM-Newton và GLAST đều là những gã khổng lồ đa năng.
Nhưng một số kính thiên văn nhỏ hơn nhiều và mang nhiều nhiệm vụ tập trung hơn.
Ví dụ như COROT
Vệ tinh của Pháp này dành cho việc nghiên cứu địa chấn sao và ngoại hành tinh.
Hay Vệ tinh Swift của NASA,
một đài quan sát kết hợp tia X và tia gamma được thiết kế để giải mã những bí ẩn của chớp gamma.
Và WMAP, Tàu thăm dò Bất đẳng hướng Vi sóng Wilkinson.
Chỉ trong hơn hai năm trong không gian, nó đã lên bản đồ nền bức xạ vi sóng Vũ Trụ với độ chi tiết kinh ngạc.
Cho đến nay WMAP mang đến cho các nhà vũ trụ học tầm nhìn tốt nhất về thời kì Vũ Trụ sơ khai,
cách đây 13 tỉ năm.
Mở rộng đến ranh giới tận cùng của không gian là một trong những phát triển lí thủ nhất
trong lịch sử kính thiên văn.
Vậy tiếp theo sẽ là gì?
Cảm ơn bạn đã đồng hành cùng tôi trong tập thứ sáu của series đặc biệt này.
Trong tập sau ta sẽ cùng xem những chiếc kính thiên văn mới và tuyệt vời của tương lai đang được xây dựng.
Tôi là tiến sĩ J, đồng hành cùng Hubblecast.
Một lần nữa, tự nhiên đã khiến chúng ta phải kinh ngạc, còn hơn cả trí tưởng tượng hoang dại của nhân loại.
Hubblecast được sản xuất bởi ESA/Hubble tại Hubblecast được sản xuất bởi ESA/Hubble tại Tổ chức Nghiên cứu thiên văn châu Âu tại Nam Bán cầu (Đức).
Nhiệm vụ Hubble là dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu