NASA lên kế hoạch yên nghỉ cho kính thiên văn Hubble
Các quan chức của NASA đang bàn tới chuyện hậu sự" của đài thiên văn vũ
trụ Hubble, và điều này đang làm các nhà khoa học tâm huyết lo lắng.
Được phóng vào năm 1990, Hubble sẽ chấm dứt sứ mệnh vào năm 2010, thay
thế sẽ là đài James Webb.
Tuy nhiên, những người yêu mến Hubble không cho rằng thế là đủ. Họ đã
dành tình cảm cho dự án này nhiều đến nỗi, NASA phải thuê một nhóm
chuyên gia nhằm tìm cách tốt nhất để thực hiện bước chuyển tiếp giữa hai
kính thiên văn. Hàng trăm email đề xuất ý kiến đã được gửi tới nhóm
chuyên gia, cùng với những lo ngại về sự thay đổi này.
Edward Cheng, người làm việc với tư cách nhà khoa học phát triển trong
chương trình Hubble, nói: “Các nhà thiên văn không hình dung được một
thế giới không có Hubble”. Theo Cheng, do số lượng dữ liệu khổng lồ mà
đài thiên văn này thu nhận được, các nhà khoa học đã quen với việc trông
cậy đến nó khi phải đối mặt với bất cứ vấn đề gì của vũ trụ.
Tất nhiên Hubble không phải lúc nào cũng là nguồn cung cấp thông tin dồi
dào. Không lâu sau khi được phóng, người ta đã phát hiện ra sự sai lệch
trên chiếc gương chính của nó. Phải mất 3 năm, chiếc gương chuẩn mới
được thiết kế, chế tạo và lắp đặt. Nhưng kể từ đó, Hubble đã làm thay
đổi cái nhìn của con người về vũ trụ. “Không nghi ngờ gì nữa, nó là
chương trình tiên phong của NASA trong hơn một thập kỷ qua”. Nhờ có
những dữ liệu của Hubble, công chúng bắt đầu làm quen với các “câu hỏi
lớn”, kiểu như đâu là nguồn gốc vũ trụ…
Nhưng, trong lúc cộng đồng khoa học muốn khai thác tốt nhất thiết bị
này, thì mới đây Anne Kinney, giám đốc bộ phận vật lý và thiên văn của
NASA, đã dập tắt hy vọng của những người yêu quý Hubble, khi nhấn mạnh
rằng NASA không có cách nào có thể lấy lại nó và đưa vào bảo tàng như
từng dự kiến. Sau thảm họa tàu con thoi Columbia làm 7 người thiệt mạng,
việc đưa các nhà du hành lên vũ trụ trở nên nguy hiểm và không cần
thiết trong những sứ mệnh không mấy quan trọng. Trong khi đó, để đưa
Hubble ra khỏi quỹ đạo về trái đất an toàn, NASA cần gửi ít nhất một phi
đoàn lên để gắn các tên lửa với đài thiên văn này. Ý tưởng đã không
được chấp nhận vì theo NASA, nó vừa nguy hiểm vừa không mang lại lợi ích
khoa học nào. NASA cũng bác bỏ đề xuất đẩy Hubble lên quỹ đạo cao hơn
(vì không muốn thế hệ tương lai phải dọn rác), cũng như không muốn cứ để
nó làm việc cho đến khi chính nó sẽ ngừng hoạt động, vì nó có thể rơi
trúng và gây nên thảm họa trên trái đất).
Một giải pháp được xem xét lúc này là bổ sung lực đẩy cho Hubble, để nó
có thể bị phá hủy mà không gây hại khi rơi trở lại trái đất.
Tuy nhiên, Cheng hy vọng NASA sẽ không trở nên quá nhút nhát sau thảm
họa Columbia, vì theo ông, sứ mệnh khôi phục Hubble là rất đáng thực
hiện, kể cả có chút nguy hiểm với các nhà du hành. Ông cũng tin rằng
Hubble có thể tiếp tục là một công cụ hữu ích cho đến năm 2020. Ngoài
ra, đài thiên văn này còn có những ưu điểm mà James Webb không thể thực
hiện được, như khả năng chụp dưới ánh sáng cực tím.
B.H. (theo BBC)
Thứ Sáu, 26 tháng 7, 2013
Năm 2014, kính thiên văn không gian James Webb sẽ được đưa lên vũ trụ
Năm 2014, kính thiên văn không gian James Webb sẽ được đưa lên vũ trụ,
kế tục sự nghiệp vĩ đại của kính thiên văn không gian Hubble đã đến tuổi
nghỉ hưu.
Dài gần gấp đôi Hubble, James Webb sẽ là kính thiên văn không gian lớn nhất từng được chế tạo. Để đưa lên vũ trụ, các lưới lọc ánh sáng mặt trời và gương hội tụ có bán kính 6,5 m của James Webb sẽ được gấp gọn trong một khoang kín, tựa như một con nhộng, đặt ở tầng trên cùng của tên lửa đẩy. Khi đã ở quỹ đạo, James Webb sẽ bung ra như con bướm chui ra khỏi kén.
Trong hình, toàn bộ nhóm nghiên cứu thiết kế, chế tạo chụp chung với mô hình kính thiên văn không gian James Webb, tại Trung tâm không gian Goddard, thuộc NASA.
James Webb là kính thiên văn làm việc ở dải sóng hồng ngoại, được thiết kế với nhiệm vụ săn tìm những thiên thể nhỏ bé, mờ nhạt, hoặc các ngôi sao phát ra ánh sáng dịch chuyển về dải hồng ngoại, hoặc vật thể bị che lấp bởi các vụ nổ trong vũ trụ. Để giảm nhiễu, ảnh hưởng tới hình ảnh thu được, James Webb có một bộ lọc ngăn ảnh hưởng của sóng hồng ngoại, phát ra từ mặt trời, gồm 5 tấm phim lọc, làm từ hợp chất giữa nhôm và polymer. Hình dáng của các tấm phim lọc này khiến Jon Arenberg, thuộc tập đoàn Northrop Grumman, gọi đùa là những miếng khoai tây rán công nghệ cao.
Trong ảnh, một tấm phim lọc mẫu (nhỏ hơn 1/3 so tấm phim lọc thật) được kéo căng, phục vụ thí nghiệm.
Gương hội tụ của James Webb là tập hợp của 18 mảnh gương lục giác, mỗi mảnh có đường kính 1,3 m, làm từ beri. Phần sau của mỗi mảnh gương được làm mòn bằng axit, để tránh các kim loại ngoại lai có thể bám vào. 18 mảnh gương này sẽ hội tụ lượng ánh sáng mạnh gấp 7-8 lần so với tấm gương của kính thiên văn không gian Hubble (đường kính chỉ có 2,4 m).
Trong ảnh, 6 mảnh gương lục giác được ghép lại trong cuộc kiếm tra chất lượng, thực hiện tại Trung tâm Marshall (NASA).
James Webb sẽ được đưa lên quỹ đạo cách xa trái đất 1,5 triệu km. Ở nơi đó, lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trời tác động lên nó kính được cân bằng.
Kính thiên văn Hubble từng được gia hạn hoạt động và phải chịu sửa chữa 5 lần trong suốt “nhiệm kỳ” của mình. Thế nhưng, sự can thiệp sau khi đưa lên quỹ đạo đối với James Webb là rất khó khăn. Với khoảng cách xa trái đất tới 1,5 triệu km, sẽ không hề dễ dàng nếu các nhà khoa học muốn sữa chữa, thay pin hoặc nâng cấp cho kính thiên văn này. Vì vậy, giới nghiên cứu đã đặt ra nhiều tình huống giả định nhằm đảm bảo James Webb hoàn thành sứ mệnh.
Trong ảnh, các phi hành gia đang sửa chữa tấm gương của Hubble trong lần hỏng hóc đầu tiên.
Đến nay, quá trình tiến hóa của vũ trụ từ sau vụ nổ Big bang đến trước khi ngôi sao đầu tiên hình thành còn một chương để trống (gọi là Dark Age). Các nhà khoa học kỳ vọng, khả năng quan sát của James Webb sẽ mở ra thông tin về giai đoạn này.
Theo Báo Đất Việt (Scientific American)
Dài gần gấp đôi Hubble, James Webb sẽ là kính thiên văn không gian lớn nhất từng được chế tạo. Để đưa lên vũ trụ, các lưới lọc ánh sáng mặt trời và gương hội tụ có bán kính 6,5 m của James Webb sẽ được gấp gọn trong một khoang kín, tựa như một con nhộng, đặt ở tầng trên cùng của tên lửa đẩy. Khi đã ở quỹ đạo, James Webb sẽ bung ra như con bướm chui ra khỏi kén.
Trong hình, toàn bộ nhóm nghiên cứu thiết kế, chế tạo chụp chung với mô hình kính thiên văn không gian James Webb, tại Trung tâm không gian Goddard, thuộc NASA.
James Webb là kính thiên văn làm việc ở dải sóng hồng ngoại, được thiết kế với nhiệm vụ săn tìm những thiên thể nhỏ bé, mờ nhạt, hoặc các ngôi sao phát ra ánh sáng dịch chuyển về dải hồng ngoại, hoặc vật thể bị che lấp bởi các vụ nổ trong vũ trụ. Để giảm nhiễu, ảnh hưởng tới hình ảnh thu được, James Webb có một bộ lọc ngăn ảnh hưởng của sóng hồng ngoại, phát ra từ mặt trời, gồm 5 tấm phim lọc, làm từ hợp chất giữa nhôm và polymer. Hình dáng của các tấm phim lọc này khiến Jon Arenberg, thuộc tập đoàn Northrop Grumman, gọi đùa là những miếng khoai tây rán công nghệ cao.
Trong ảnh, một tấm phim lọc mẫu (nhỏ hơn 1/3 so tấm phim lọc thật) được kéo căng, phục vụ thí nghiệm.
Gương hội tụ của James Webb là tập hợp của 18 mảnh gương lục giác, mỗi mảnh có đường kính 1,3 m, làm từ beri. Phần sau của mỗi mảnh gương được làm mòn bằng axit, để tránh các kim loại ngoại lai có thể bám vào. 18 mảnh gương này sẽ hội tụ lượng ánh sáng mạnh gấp 7-8 lần so với tấm gương của kính thiên văn không gian Hubble (đường kính chỉ có 2,4 m).
Trong ảnh, 6 mảnh gương lục giác được ghép lại trong cuộc kiếm tra chất lượng, thực hiện tại Trung tâm Marshall (NASA).
James Webb sẽ được đưa lên quỹ đạo cách xa trái đất 1,5 triệu km. Ở nơi đó, lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trời tác động lên nó kính được cân bằng.
Kính thiên văn Hubble từng được gia hạn hoạt động và phải chịu sửa chữa 5 lần trong suốt “nhiệm kỳ” của mình. Thế nhưng, sự can thiệp sau khi đưa lên quỹ đạo đối với James Webb là rất khó khăn. Với khoảng cách xa trái đất tới 1,5 triệu km, sẽ không hề dễ dàng nếu các nhà khoa học muốn sữa chữa, thay pin hoặc nâng cấp cho kính thiên văn này. Vì vậy, giới nghiên cứu đã đặt ra nhiều tình huống giả định nhằm đảm bảo James Webb hoàn thành sứ mệnh.
Trong ảnh, các phi hành gia đang sửa chữa tấm gương của Hubble trong lần hỏng hóc đầu tiên.
Đến nay, quá trình tiến hóa của vũ trụ từ sau vụ nổ Big bang đến trước khi ngôi sao đầu tiên hình thành còn một chương để trống (gọi là Dark Age). Các nhà khoa học kỳ vọng, khả năng quan sát của James Webb sẽ mở ra thông tin về giai đoạn này.
Theo Báo Đất Việt (Scientific American)
Thành công vĩ đại của kính thiên văn Hubble
Mark Voit (Physics World, tháng 9/2010)
Sau 20 năm phục vụ, sứ mệnh lịch sử của Kính thiên văn vũ trụ Hubble sắp đến hồi kết thúc. Trong bài, Mark Voit giải thích làm thế nào chiếc kính thiên văn này giành được danh vọng nổi bật trong lịch sử ngành thiên văn học, và đánh giá một số khám phá mang tính cách mạng của nó.
Bạn thích hình ảnh nào từ kho ảnh của Kính thiên văn vũ trụ Hubble?
Ảnh Trường Sâu Hubble? Tinh vân Chim ưng? Thiên hà Xoắn ốc Whirlpool?
Hay chân dung của một trong các hành tinh? Chắc chắn bạn đã từng xem
hàng tá hình ảnh Hubble, vì chúng ở mọi nơi – báo in, tạp chí, chương
trình truyền hình, hình nền website, thậm chí trên thiếp mừng. Sự sinh
sôi nhanh chóng này của những hình ảnh tuyệt đẹp đã đưa Hubble trở thành
một biểu tượng mà không có một thiết bị khoa học nào khác có thể sánh
nổi. Hãy hỏi một ai đó trên đường bạn gặp về tên của một chiếc kính
thiên văn. Câu trả lời hầu như chắc chắn sẽ là Kính thiên văn vũ trụ
Hubble, mặc dù trong vài thập niên trở lại đây, một vài thiết bị khác
cũng đã giúp tạo ra một thời kì vàng son của ngành thiên văn học.
Các ảnh chụp Hubble làm say đắm lòng người do vị trí của chiếc kính thiên văn này nằm phía trên bầu khí quyển của Trái đất. Được đưa vào quỹ đạo cách đây 20 năm trước bởi Tàu con thoi vũ trụ Discovery, Hubble quay một vòng xung quanh Trái đất mất 96 phút ở độ cao khoảng 560 km – không cao lắm phía trên đầu chúng ta. So với khoảng cách đến những mục tiêu vũ trụ của nó, con số này có nghĩa là chiếc kính thiên văn trên hầu như bám sát với mặt đất. Tuy nhiên, giá trị này vẫn đủ cao để vượt qua những trở ngại lớn nhất đối với các quan sát thiên văn chính xác: bầu khí quyển hay xáo trộn của Trái đất, nó chặn mất phần lớn các dạng bức xạ điện từ mà các nhà thiên văn muốn quan sát. Ngay cả ánh sáng khả kiến cũng không đi qua nguyên vẹn. Tầm nhìn vũ trụ do mà một kính thiên văn mặt đất cỡ lớn mang lại có phần lu mờ vì các nhiễu loạn khí quyển làm khúc xạ và lệch hướng chút ít đối với đường đi của chùm tia sáng. Nếu không được hiệu chỉnh, những sự lệch hướng này sẽ làm nhòe ảnh của những ngôi sao ở xa, bằng không chúng sẽ hiện ra gần như có dạng điểm, sao cho chúng có kích thước góc khoảng một giây cung, tùy thuộc vào các điều kiện khí quyển. Ngoài hiệu ứng mà chúng ta gọi là sự nhấp nháy, mắt con người không thể phát hiện ra sự lu mờ này, nhưng nó làm tổn hại nghiêm trọng đối với các nghiên cứu thiên văn đòi hỏi góc nhìn vô cùng sắc nét. Từ vị trí của nó trong vũ trụ, Hubble có một lợi thế lớn. Nó không phải xử lí các hiệu ứng nhòe ảnh của khí quyển và vì thế có thể cung cấp các bức ảnh chi tiết nguy nga tráng lệ.
Ngoài cái đẹp, danh vọng của Hubble còn đến từ câu chuyện lịch sử li kì của nó. Trong những năm sắp phóng lên vào năm 1990, Kính thiên văn vũ trụ Hubble được quảng cáo rùm beng là tiến bộ lớn nhất trong ngành thiên văn học kể từ khi Galileo lần đầu tiên hướng một chiếc kính thiên văn lên bầu trời. Để khai thác lợi thế của góc nhìn tươi mới từ không gian bên ngoài, NASA đã trang bị một trong những chiếc gương mặt đất chính xác nhất từng được chế tạo để làm bộ phận quang chính của Hubble dùng thu thập và hội tụ ánh sáng. Sự kì vọng cao độ đã vấp phải nhiều ê chề sau khi phóng, khi mà chiếc kính không thể hội tụ chính xác và chiếc gương chính gặp phải sự cố. Bề mặt gương nhẵn bóng và chính xác đến không ngờ, nhưng hình dạng của nó không chính xác vì thiết bị kiểm tra dùng trong quá trình mài đã được lắp đặt không đúng quy cách. Như một thượng nghị sĩ đặt vấn đề, hàng tỉ đô la chi cho Hubble đã tạo ra một “con gà công nghiệp”. Nhưng một đặc điểm đặc biệt của thiết kế Hubble mang lại tia hi vọng. Không giống như những chiếc kính thiên văn khác trong không gian, Hubble được chế tạo để phục vụ bởi các nhà du hành đến thăm nom. Một phần kế hoạch của NASA luôn là việc nâng cấp Hubble một cách đều đặn, mang thêm lên những thiết bị mới, ưu việt hơn mỗi vài ba năm một lần trong những hành trình bay sứ mệnh. Và vào năm 1993, các nhà du hành trên Tàu con thoi vũ trụ Endeavour đã mang lên và lắp đặt các thiết bị quang hiệu chỉnh để bổ sung chính xác cho sự biến dạng của gương chính, nhờ đó phục hồi tầm nhìn ưu việt mà ngày nay đã tạo ra một bộ sưu tập ảnh hết sức ấn tượng và rất nhiều khám phá khoa học.
Mỗi chuyến thăm dịch vụ sau đó để lại một phiên bản mới hơn, cải tiến hơn của chiếc kính thiên văn trên. Các cải tiến thật đáng kể, cho nên có thể phân chia sự hoàn thiện kì công Hubble thành năm giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn chấm dứt bởi một sứ mệnh dịch vụ lắp đặt những thiết bị mới. Qua chuỗi tiếp tế khoa học này, Hubble đã giành được danh vọng cao trong lịch sử thiên văn học, nhưng vào lúc bắt đầu sứ mệnh, sự thành công của nó là không chắc chắn cho lắm.
Nếu như sứ mệnh dịch vụ đầu tiên hiệu chỉnh thị lực của Hubble gặp thất bại, thì toàn bộ chương trình có thể bị hủy. Nhưng bất chấp tiếng tăm bị mai một của chiếc kính trong ba năm đầu tiên của nó, Hubble vẫn thực hiện được nghiên cứu khoa học có giá trị. Cho dù với một cái gương chính bị rạn nứt, nhưng Hubble vẫn là chiếc kính thiên văn hoàn hảo nhất từng được chế tạo cho quan sát ánh sáng tử ngoại bước sóng ngắn, chúng không thể thâm nhập vào bầu khí quyển của Trái đất. Một trong những dự án chủ chốt dành cho Hubble trước khi phóng lên không đòi hỏi chất lượng hình ảnh tốt, vì dự án đó không sử dụng các camera ghi ảnh của nó, mà sử dụng các quang phổ kế của nó.
Dự án chủ chốt đó là nghiên cứu chất khí giữa các thiên hà. Đa phần chất khí trong vũ trụ nằm bên ngoài các thiên hà, nơi cực kì khó nghiên cứu. Chất khí giữa các thiên hà hầu như không phát ra ánh sáng, và đa phần cái chúng ta biết về nó phát sinh từ các nghiên cứu quang phổ của những quasar xa xôi. Khi ánh sáng phát ra từ một quasar thực hiện hành trình về hướng Trái đất, nó đi qua vô số đám mây khí giữa các thiên hà. Mỗi đám mây hấp thụ mất một chút ánh sáng ở một vài bước sóng đặc biệt tùy thuộc vào thành phần và trạng thái ion hóa của đám mây. Cho nên khi quang phổ quasar có mặt tại Trái đất, nó mang thông tin tương tự như thông tin chứa trong mẫu nhân địa chất, cho chúng ta biết về các điều kiện trong không gian liên thiên hà trên hành trình dọc theo hướng nhìn nhắm lùi tới quasar đó.
Phần lớn thông tin đó được mã hóa trong phần tử ngoại của quang phổ vì đó là nơi các nguyên tử tương tác đủ mạnh với bức xạ điện từ. Trước khi có sứ mệnh Hubble, các nghiên cứu chất khí liên thiên hà bị hạn chế với những đám mây rất xa có độ lệch đỏ vũ trụ đủ lớn để dịch chuyển các đặc trưng tử ngoại đang quan tâm sang dải khả kiến, nhờ đó làm cho chúng có thể quan sát với các kính thiên văn mặt đất. Các quan sát tử ngoại của Hubble về các quasar trong toàn sứ mệnh của nó, do đó, đã giúp lấp đầy một khe trống lớn trong sự hiểu biết của chúng ta về không gian liên thiên hà, cho chúng ta biết các điều kiện giữa các thiên hà đã biến đổi như thế nào trong vài tỉ năm vũ trụ vừa qua.
Sau 20 năm phục vụ, sứ mệnh lịch sử của Kính thiên văn vũ trụ Hubble sắp đến hồi kết thúc. Trong bài, Mark Voit giải thích làm thế nào chiếc kính thiên văn này giành được danh vọng nổi bật trong lịch sử ngành thiên văn học, và đánh giá một số khám phá mang tính cách mạng của nó.
Các ảnh chụp Hubble làm say đắm lòng người do vị trí của chiếc kính thiên văn này nằm phía trên bầu khí quyển của Trái đất. Được đưa vào quỹ đạo cách đây 20 năm trước bởi Tàu con thoi vũ trụ Discovery, Hubble quay một vòng xung quanh Trái đất mất 96 phút ở độ cao khoảng 560 km – không cao lắm phía trên đầu chúng ta. So với khoảng cách đến những mục tiêu vũ trụ của nó, con số này có nghĩa là chiếc kính thiên văn trên hầu như bám sát với mặt đất. Tuy nhiên, giá trị này vẫn đủ cao để vượt qua những trở ngại lớn nhất đối với các quan sát thiên văn chính xác: bầu khí quyển hay xáo trộn của Trái đất, nó chặn mất phần lớn các dạng bức xạ điện từ mà các nhà thiên văn muốn quan sát. Ngay cả ánh sáng khả kiến cũng không đi qua nguyên vẹn. Tầm nhìn vũ trụ do mà một kính thiên văn mặt đất cỡ lớn mang lại có phần lu mờ vì các nhiễu loạn khí quyển làm khúc xạ và lệch hướng chút ít đối với đường đi của chùm tia sáng. Nếu không được hiệu chỉnh, những sự lệch hướng này sẽ làm nhòe ảnh của những ngôi sao ở xa, bằng không chúng sẽ hiện ra gần như có dạng điểm, sao cho chúng có kích thước góc khoảng một giây cung, tùy thuộc vào các điều kiện khí quyển. Ngoài hiệu ứng mà chúng ta gọi là sự nhấp nháy, mắt con người không thể phát hiện ra sự lu mờ này, nhưng nó làm tổn hại nghiêm trọng đối với các nghiên cứu thiên văn đòi hỏi góc nhìn vô cùng sắc nét. Từ vị trí của nó trong vũ trụ, Hubble có một lợi thế lớn. Nó không phải xử lí các hiệu ứng nhòe ảnh của khí quyển và vì thế có thể cung cấp các bức ảnh chi tiết nguy nga tráng lệ.
Ngoài cái đẹp, danh vọng của Hubble còn đến từ câu chuyện lịch sử li kì của nó. Trong những năm sắp phóng lên vào năm 1990, Kính thiên văn vũ trụ Hubble được quảng cáo rùm beng là tiến bộ lớn nhất trong ngành thiên văn học kể từ khi Galileo lần đầu tiên hướng một chiếc kính thiên văn lên bầu trời. Để khai thác lợi thế của góc nhìn tươi mới từ không gian bên ngoài, NASA đã trang bị một trong những chiếc gương mặt đất chính xác nhất từng được chế tạo để làm bộ phận quang chính của Hubble dùng thu thập và hội tụ ánh sáng. Sự kì vọng cao độ đã vấp phải nhiều ê chề sau khi phóng, khi mà chiếc kính không thể hội tụ chính xác và chiếc gương chính gặp phải sự cố. Bề mặt gương nhẵn bóng và chính xác đến không ngờ, nhưng hình dạng của nó không chính xác vì thiết bị kiểm tra dùng trong quá trình mài đã được lắp đặt không đúng quy cách. Như một thượng nghị sĩ đặt vấn đề, hàng tỉ đô la chi cho Hubble đã tạo ra một “con gà công nghiệp”. Nhưng một đặc điểm đặc biệt của thiết kế Hubble mang lại tia hi vọng. Không giống như những chiếc kính thiên văn khác trong không gian, Hubble được chế tạo để phục vụ bởi các nhà du hành đến thăm nom. Một phần kế hoạch của NASA luôn là việc nâng cấp Hubble một cách đều đặn, mang thêm lên những thiết bị mới, ưu việt hơn mỗi vài ba năm một lần trong những hành trình bay sứ mệnh. Và vào năm 1993, các nhà du hành trên Tàu con thoi vũ trụ Endeavour đã mang lên và lắp đặt các thiết bị quang hiệu chỉnh để bổ sung chính xác cho sự biến dạng của gương chính, nhờ đó phục hồi tầm nhìn ưu việt mà ngày nay đã tạo ra một bộ sưu tập ảnh hết sức ấn tượng và rất nhiều khám phá khoa học.
Mỗi chuyến thăm dịch vụ sau đó để lại một phiên bản mới hơn, cải tiến hơn của chiếc kính thiên văn trên. Các cải tiến thật đáng kể, cho nên có thể phân chia sự hoàn thiện kì công Hubble thành năm giai đoạn khác nhau, mỗi giai đoạn chấm dứt bởi một sứ mệnh dịch vụ lắp đặt những thiết bị mới. Qua chuỗi tiếp tế khoa học này, Hubble đã giành được danh vọng cao trong lịch sử thiên văn học, nhưng vào lúc bắt đầu sứ mệnh, sự thành công của nó là không chắc chắn cho lắm.
Kính thiên văn vũ trụ Hubble bay xung quanh Trái đất mỗi vòng mất 97 phút ở tốc độ xấp xỉ 7,5 km/s so với Trái đất (Ảnh: NASA)
Vật lộn để tồn tại (1990–1993)Nếu như sứ mệnh dịch vụ đầu tiên hiệu chỉnh thị lực của Hubble gặp thất bại, thì toàn bộ chương trình có thể bị hủy. Nhưng bất chấp tiếng tăm bị mai một của chiếc kính trong ba năm đầu tiên của nó, Hubble vẫn thực hiện được nghiên cứu khoa học có giá trị. Cho dù với một cái gương chính bị rạn nứt, nhưng Hubble vẫn là chiếc kính thiên văn hoàn hảo nhất từng được chế tạo cho quan sát ánh sáng tử ngoại bước sóng ngắn, chúng không thể thâm nhập vào bầu khí quyển của Trái đất. Một trong những dự án chủ chốt dành cho Hubble trước khi phóng lên không đòi hỏi chất lượng hình ảnh tốt, vì dự án đó không sử dụng các camera ghi ảnh của nó, mà sử dụng các quang phổ kế của nó.
Dự án chủ chốt đó là nghiên cứu chất khí giữa các thiên hà. Đa phần chất khí trong vũ trụ nằm bên ngoài các thiên hà, nơi cực kì khó nghiên cứu. Chất khí giữa các thiên hà hầu như không phát ra ánh sáng, và đa phần cái chúng ta biết về nó phát sinh từ các nghiên cứu quang phổ của những quasar xa xôi. Khi ánh sáng phát ra từ một quasar thực hiện hành trình về hướng Trái đất, nó đi qua vô số đám mây khí giữa các thiên hà. Mỗi đám mây hấp thụ mất một chút ánh sáng ở một vài bước sóng đặc biệt tùy thuộc vào thành phần và trạng thái ion hóa của đám mây. Cho nên khi quang phổ quasar có mặt tại Trái đất, nó mang thông tin tương tự như thông tin chứa trong mẫu nhân địa chất, cho chúng ta biết về các điều kiện trong không gian liên thiên hà trên hành trình dọc theo hướng nhìn nhắm lùi tới quasar đó.
Phần lớn thông tin đó được mã hóa trong phần tử ngoại của quang phổ vì đó là nơi các nguyên tử tương tác đủ mạnh với bức xạ điện từ. Trước khi có sứ mệnh Hubble, các nghiên cứu chất khí liên thiên hà bị hạn chế với những đám mây rất xa có độ lệch đỏ vũ trụ đủ lớn để dịch chuyển các đặc trưng tử ngoại đang quan tâm sang dải khả kiến, nhờ đó làm cho chúng có thể quan sát với các kính thiên văn mặt đất. Các quan sát tử ngoại của Hubble về các quasar trong toàn sứ mệnh của nó, do đó, đã giúp lấp đầy một khe trống lớn trong sự hiểu biết của chúng ta về không gian liên thiên hà, cho chúng ta biết các điều kiện giữa các thiên hà đã biến đổi như thế nào trong vài tỉ năm vũ trụ vừa qua.
PHÓNG HUBBLE VÀO KHÔNG GIAN
Kính thiên văn vũ trụ Hubble là sản phẩm hợp tác của 2 cơ quan
không gian NASA và ESA. Tên của kính được đặt để vinh danh nhà thiên văn
Edwin Powell Hubble (20/11/1889 – 28/09/1853). Đây cũng là kính quan
sát không gian đầu tiên trong hệ thống «NASA Great Space Observatories»
(1). Trải qua 20 năm hoạt động, kính thiên văn Hubble giữ vai trò quan
trọng trong việc phát triển thiên văn học hiện đại, đồng thời cũng góp
phần phổ biến thiên văn học đối với cộng đồng.
Sau khi phóng được một tuần, các kết quả quan sát truyền về cho thấy đã có một lỗi nhỏ trong quá trình chế tạo tấm gương chính. Mặc dù lỗi này rất nhỏ, tuy nhiên, nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến kết quả quan sát đối với các thiên thể xa và mờ. Lỗi này đã được một nhóm chuyên gia của NASA sửa chữa vào tháng 12/1993 (STS-61, tàu con thoi Endeavour). Đợt sửa chữa này còn triển khai thêm 1 số thiết bị và nâng cấp máy tính chính của kính Hubble. Từ đó đến nay, kính Hubble còn được nâng cấp thêm 4 lần nữa (Tháng 2 năm 1997 và tháng 12 năm 1999 do phi hành đoàn của tàu Discovery, tháng 3 năm 2002 do phi hành đoàn của tàu Columbia, tháng 5 năm 2009 do phi hành đoàn tàu Atlantis).Theo dự kiến, kính Hubble sẽ có thể hoạt động ít nhất là đến năm 2014.
Ảnh: Dải sóng làm việc của kính Hubble
Ảnh: Minh họa quá trình làm việc của kính Hubble
Trần Tuấn Tú
Ghi chú :
(1) Hệ thống «NASA ”s Great Space Observatories» bao gồm 4 kính thiên văn/đài thiên văn không gian : Hubble (quan sát chủ yếu tại bước sóng khả kiến), Compton (quan sát chủ yếu tại bước sóng tia gamma), Chandra (quan sát chủ yếu tại bước sóng tia X) và Spitzer (quan sát chủ yếu tại bước sóng hồng ngoại). Ngoài đài quan sát tia gamma Compton đã rơi trở lại Trái Đất vào năm 2000, các kính thiên văn Hubble, Spitzer và đài quan sát Chandra vẫn đang hoạt động trên không gian (tính đến tháng 4 năm 2010)
nguon:vietastro.org
Ghi chú :
(1) Hệ thống «NASA ”s Great Space Observatories» bao gồm 4 kính thiên văn/đài thiên văn không gian : Hubble (quan sát chủ yếu tại bước sóng khả kiến), Compton (quan sát chủ yếu tại bước sóng tia gamma), Chandra (quan sát chủ yếu tại bước sóng tia X) và Spitzer (quan sát chủ yếu tại bước sóng hồng ngoại). Ngoài đài quan sát tia gamma Compton đã rơi trở lại Trái Đất vào năm 2000, các kính thiên văn Hubble, Spitzer và đài quan sát Chandra vẫn đang hoạt động trên không gian (tính đến tháng 4 năm 2010)
nguon:vietastro.org
Thiên hà nới nhất từ trước đến nay
Vừa qua, kinh thien van Hubble của NASA đã phát hiện một thiên hà mới trong vũ trụ với khoảng cách xa mà con người quan sát được từ trước đến nay.
Vừa
qua, kính thiên văn Hubble của NASA đã phát hiện một thiên hà mới trong
vũ trụ với khoảng cách xa mà con người quan sát được từ trước đến nay.
Thiên hà mới được đặt tên là MAaCS0647-JD, có khoảng cách 13,3 tỷ năm ánh
sáng từ Trái Đất. Ánh sáng phát ra từ thiên hà mới này được các nhà
thiên văn học phân tích và cho thấy nó được hình thành sau 430 triệu năm
từ vụ nổ Big Bang, do đó MACS0647-JD có thể giúp con người hiểu thêm về
một phần của vũ trụ sơ khai, những điều bí ẩn mà chúng ta luôn luôn tìm
kiếm.
Tuy
rằng kính thiên văn Hubble đã phát hiện ra thiên hà MACS0647-JD, nhưng
lại không thể quan sát nó một cách trực tiếp, mà phải nhờ vào sự khuếch
đại ánh sáng của một thiên hà khác. Giữa Trái Đất và thiên hà
MACS0647-JD, ở khoảng cách 5,6 tỷ năm ánh sáng, có một cụm thiên hà MACS
J0647 7015. Với thành phần chủ yếu là vật chất tối cùng lực hấp dẫn rất
lớn, do đó nó bẻ cong mọi tia sáng đi qua. Tuy nhiên sau đó lại có tác
dụng như một thấu kính và khuếch đại ánh sáng lên 2 - 8 lần so với ánh
sáng gốc. Tuy nhiên các ánh sáng từ MACS0647-JD đã bị chia thành ba phần
MACS0647 JD1, MACS0647-JD2 và MACS0647-JD3.
Do
không thể quan sát trực tiếp nên các thông tin về MACS0647-JD hiện nay
vẫn còn rất hạn chế. Mặc dù vậy các nhà thiên văn học vẫn biết được
khoảng cách, cũng như kích thước của thiên hà này là khá nhỏ, với chiều
rộng chỉ khoảng 600 năm ánh sáng so với 150.000 năm ánh sáng của dải
Ngân Hà. Điều nay cho thấy MACS0647-JD chỉ là một thiên hà nguyên thủy,
điển hình của thời kỳ sau vụ nổ Big Bang trước khi sát nhập với các cụm
thiên hà khác để tạo nên các dải thiên hà như hiện nay.
Tiến
sĩ Dan Coe, người đứng đầu Viện khoa học kính thiên văn vũ trụ cho
biết: "Đây là một thiên hà nguyên thủy và có thể chưa từng được sát
nhập. Trong 13 tỉ năm tới, sẽ có hàng chục thậm chí hàng trăm, hàng ngàn
sự sát nhập giữa các thiên hà, các cụm thiên hà và các phần mảnh vỡ của
các thiên hà hiện nay. Vũ trụ sẽ có nhiều sự thay đổi". Với những phát
hiện mới về các thiên hà nguyên thủy này, các nhà thiên văn học có thể
hiểu thêm về lịch sử cũng như sự hình thành của vũ trụ.
Tham khảo: Gizmag
Đặc tính của 300 thiên hà cách xa Trái đất
Thiên hà hình xoắn ốc lâu đời nhất vũ trụ, BX442, được phát hiện bởi
tiến sĩ David Law và cộng sự thuộc Đại học Toronto (Canada). Nhóm nghiên
cứu sử dụng kính thiên văn không gian Hubble của Cơ quan vũ trụ Mỹ
(NASA) để chụp ảnh và nghiên cứu các đặc tính của khoảng 300 thiên hà
cách xa Trái đất.
Để tìm hiểu kỹ hơn về thiên hà BX442, nhóm nghiên cứu sử dụng kính thiên văn Keck trên đỉnh núi lửa Mauna Kea ở Hawaii để quan sát. Họ dùng máy chụp quang phổ của kính thiên văn Keck để nghiên cứu ánh sáng phát ra từ 3.600 điểm ở trong và xung quang thiên hà BX442.
Kết quả, các nhà khoa học xác định, thiên hà BX442 có hình xoắn ốc. Nó nằm cách Trái đất của chúng ta khoảng 10,7 tỷ năm ánh sáng. Điều đó đồng nghĩa thiên hà này hình thành khoảng 3 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang tạo ra vũ trụ.
Ngày nay, các thiên hà có hình xoắn ốc khá phổ biển trong vũ trụ, nhưng thiên hà hình xoắn ốc tồn tại trong thời kỳ đầu hình thành vũ trụ như BX442 cực kỳ hiếm. Những thiên hà hình thành trong thời kỳ đầu thường có hình dạng không đều và không đối xứng.
“Việc tồn tại thiên hà xoắn BX442khiến nhiều người kinh ngạc”, tiến sĩ David Law, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trên Space.com. “Bởi các giả thuyết khoa học hiện nay khẳng định thiên hà xoắn ốc không tồn tại trong thời kỳ đầu của lịch sử hình thành của vũ trụ.”
Những quan sát bằng kính thiên văn Hubble và Keck cũng cho thấy một thiên hà lùn nằm sát với thiên hà BX442. Các nhà khoa học cho rằng, sự tương tác về lực hấp dẫn giữa 2 thiên hà này có thể là nguyên nhân khiến BX442 có hình xoắn ốc khác thường so với các thiên hà khác sinh ra cùng thời kỳ.
Nhóm nghiên cứu phỏng đoán thiên hà BX442 và thiên hà lùn cạnh nó sẽ sát nhập vào nhau trong thời gian khoảng 100 triệu năm tới.
 |
| Ảnh mô phỏng của thiên hà BX442 |
Để tìm hiểu kỹ hơn về thiên hà BX442, nhóm nghiên cứu sử dụng kính thiên văn Keck trên đỉnh núi lửa Mauna Kea ở Hawaii để quan sát. Họ dùng máy chụp quang phổ của kính thiên văn Keck để nghiên cứu ánh sáng phát ra từ 3.600 điểm ở trong và xung quang thiên hà BX442.
Kết quả, các nhà khoa học xác định, thiên hà BX442 có hình xoắn ốc. Nó nằm cách Trái đất của chúng ta khoảng 10,7 tỷ năm ánh sáng. Điều đó đồng nghĩa thiên hà này hình thành khoảng 3 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang tạo ra vũ trụ.
Ngày nay, các thiên hà có hình xoắn ốc khá phổ biển trong vũ trụ, nhưng thiên hà hình xoắn ốc tồn tại trong thời kỳ đầu hình thành vũ trụ như BX442 cực kỳ hiếm. Những thiên hà hình thành trong thời kỳ đầu thường có hình dạng không đều và không đối xứng.
“Việc tồn tại thiên hà xoắn BX442khiến nhiều người kinh ngạc”, tiến sĩ David Law, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trên Space.com. “Bởi các giả thuyết khoa học hiện nay khẳng định thiên hà xoắn ốc không tồn tại trong thời kỳ đầu của lịch sử hình thành của vũ trụ.”
Những quan sát bằng kính thiên văn Hubble và Keck cũng cho thấy một thiên hà lùn nằm sát với thiên hà BX442. Các nhà khoa học cho rằng, sự tương tác về lực hấp dẫn giữa 2 thiên hà này có thể là nguyên nhân khiến BX442 có hình xoắn ốc khác thường so với các thiên hà khác sinh ra cùng thời kỳ.
Nhóm nghiên cứu phỏng đoán thiên hà BX442 và thiên hà lùn cạnh nó sẽ sát nhập vào nhau trong thời gian khoảng 100 triệu năm tới.
Thiên hà không hề có sao mà chỉ toàn khí đậm đặc
Các nhà thiên văn học cho biết đã
tìm được một dạng thiên hà từng được dự đoán trước đây, đó là thiên hà
"tối", không hề có sao mà chỉ toàn khí đậm đặc.
Quỹ Kavli, trụ sở tại bang California (Mỹ) cho biết phát hiện về thiên hà tối sẽ giúp giới chuyên gia nghiên cứu về vai trò của chúng trong sự tiến hóa của vũ trụ.
 |
| Các thiên hà tối (khoanh vùng xanh) đã lộ diện trước mắt giới thiên văn học. Ảnh: UCSC. |
Quỹ Kavli, trụ sở tại bang California (Mỹ) cho biết phát hiện về thiên hà tối sẽ giúp giới chuyên gia nghiên cứu về vai trò của chúng trong sự tiến hóa của vũ trụ.
“Thiên hà tối cấu tạo từ vật chất tối và khí, nhưng vì một số lý do nào đó, chúng không có khả năng hình thành sao”, theo Space.com dẫn lời chuyên gia Martin Haehnelt của Viện Vũ trụ học Kavli tại Đại học Cambridge.
Một số mô hình giả thuyết từng dự đoán rằng thiên hà tối khá phổ biến trong vũ trụ sơ khai, khi các thiên hà gặp khó khăn trong nỗ lực sản sinh sao, một phần do lượng khí quá đặc.
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế cho biết đã tìm thấy vài thiên hà tối bằng cách quan sát luồng huỳnh quang tỏa ra từ khí hydrogen của chúng, được chiếu sáng bởi ánh sáng cực tím từ một ẩn tinh gần đó.
Không ít người cho rằng thiên hà tối đóng vai trò xây dựng các thiên hà hiện đại, góp phần tạo nên các thiên hà lớn như ngày nay.
Theo Thanh Nien Online
xem thêm : click view
Một số mô hình giả thuyết từng dự đoán rằng thiên hà tối khá phổ biến trong vũ trụ sơ khai, khi các thiên hà gặp khó khăn trong nỗ lực sản sinh sao, một phần do lượng khí quá đặc.
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế cho biết đã tìm thấy vài thiên hà tối bằng cách quan sát luồng huỳnh quang tỏa ra từ khí hydrogen của chúng, được chiếu sáng bởi ánh sáng cực tím từ một ẩn tinh gần đó.
Không ít người cho rằng thiên hà tối đóng vai trò xây dựng các thiên hà hiện đại, góp phần tạo nên các thiên hà lớn như ngày nay.
Theo Thanh Nien Online
xem thêm : click view