Tiểu luận môn phương pháp nghiên cứu khoa học thiên văn vô tuyến

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM TP.HCM KHOA VẬT LÝ  Tiểu luận môn Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Tên đề tài: Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Hồng Nhóm thực hiện: Nguyễn Cơng Danh Võ Thị Hoa Nguyễn Thị Phương Thảo (29/01) Lâm Hồng Minh Tuấn Nguyễn Thành Trung Lớp Lý Chính Qui TPHCM, Tháng Năm 2009 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC Chương 1: LƯỢC SỬ THIÊN VĂN VÔ TUYẾN 1.1 James Clerk Maxwell (1831-1879) 1.2 Heinrich Hertz (1857-1894) 1.3 Thomas Alva Edison (1847-1931) .8 1.4 Sir Oliver J Lodge (1851-1940) 11 1.5 Wilsing and Scheiner (1896) 12 1.6 Charles Nordman (1900) 13 1.7 Max Planck (1858-1947) 14 1.8 Oliver Heaviside (1850-1925) 16 1.9 Guglielmo Marconi (1874-1937) 17 Chương 2: THIÊN VĂN VƠ TUYẾN LÀ GÌ? 18 2.1 Sơ lược Bức xạ điện từ: 18 2.1.1 Nguồn gốc: 18 2.1.2 Lưỡng tính sóng – hạt xạ điện từ: 19 Phương trình Maxwell: 26 Năng lượng xung lượng: 31 2.1.3 Phổ điện từ & Các đặc trưng bản: 36 2.1.4 Các loại xạ điện từ: 40 2.2 Bức xạ vũ trụ ngành thiên văn vật lý: 51 2.2.1 Sơ lược xạ vũ trụ: 51 2.2.2 Ngành thiên văn vật lý: 57 2.3 Bức xạ vô tuyến thiên văn vô tuyến: 62 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 3: KÍNH THIÊN VĂN VÔ TUYẾN 64 3.1 Sơ lược kính thiên văn vơ tuyến: 64 3.2 Đo đạc thiên văn vô tuyến: 70 3.2.1 Sơ lược cấu tạo hoạt động kính thiên văn vơ tuyến: 70 3.2.2 Công thức đo đạc vô tuyến: 76 Chương 4: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG THIÊN VĂN VÔ TUYẾN 79 4.1 Sự phát xạ phơng vũ trụ, vết tích Big Bang: 79 4.1.1 Lược sử: 79 4.1.2 Ý nghĩa việc tìm xạ phong viba vụ trụ: 79 4.1.3 Phương pháp nghiên cứu: 80 4.2 Vạch phổ cuả ngun tử trung hịa Hydrogen bước sóng 21 centimet: 83 4.2.1 Lược sử: 83 4.2.2 Ý nghĩa nghiên cứu xạ Hyđro: 83 4.2.3 Cơ chế phát xạ: 84 4.3 Bức xạ "synchrotron" phát từ thiên hà 86 4.3.1 Lược sử nghiên cứu nguồn xạ synchrotron Thiên Hà : 86 4.3.2 Mục đích nghiên cứu : 86 4.3.3 Cơ chế xạ synchrontron phi nhiệt : 87 4.3.4 Tần số xạ synchrotron : 89 4.3.5 Cường độ xạ : 89 4.4 Nghiên cứu xạ Maser Vũ trụ 90 4.4.1 Lược sử nghiên cứu: 90 THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.4.2 Mục đích nghiên cứu: 92 4.4.3 Cơ chế xạ maser: Quá trình đảo ngược mật độ phân tử 92 4.4.4 Tần số xạ maser: 94 4.4.5 Nguồn xạ maser: 94 4.5 Săn tìm acid amin: 97 4.5.1 Lược sử nghiên cứu : 97 4.5.2 Mục đích nghiên cứu : 98 4.5.3 Kết nghiên cứu: 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI NÓI ĐẦU Các bạn cầm tay tiểu luận “Thiên văn vô tuyến” thực hành Phương pháp nghiên cứu khoa học nhóm chúng tơi Xin có đơi dịng bày tỏ cảm xúc hãnh diện thành này! Đó q trình nỗ lực đầy nhiệt huyết nhóm thực Từ ý tưởng ban đầu, nghiên cứu xạ điện từ thiên văn, nhóm lựa chọn đối tượng nghiên cứu sau thiên văn vô tuyến Ngành thiên văn vật lý giới đà phát triển với nhiều triển vọng Trong đó, thiên văn vơ tuyến có giá trị vai trị lớn tống thể phát triển Qua trình thực đề tài, nhóm khơng rèn luyện phương pháp nghiên cứu khoa học với kinh nghiệm đáng kể mà mở rộng vốn kiến thức thiên văn vốn khoa học lí thú lạ Tiểu luận cung cấp kiến thức sơ đẳng phổ quát từ nhiều nguồn tài liệu giúp người đọc hiểu biết tổng quan xạ điện từ, xạ vũ trụ, ngành thiên văn vật lý, thiên văn vơ thuyến, kính thiên văn vô tuyến với cách thức hoạt động giới thiệu số cơng trình nghiên cứu thiên văn vơ tuyến xạ vi sóng vũ trụ, xạ Maser, Synchrotron… Đặc biệt, có phần hạn chế ưu điểm tiểu luận thông tin phong phú dịch thuật chọn lọc từ nguồn tài liệu tiếng Anh internet Đây kinh nghiệm đáng khích lệ q trình làm việc nhóm Do hạn chế hiểu biết trình độ ngoại ngữ nên thực tiểu luận không tránh khỏi sai sót, nhóm chúng tơi mong người đọc thơng cảm nhiệt tình đóng góp ý kiến để lần thực sau dược tốt Chân thành cảm ơn! Nhóm thực THIÊN VĂN VƠ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 1: LƯỢC SỬ THIÊN VĂN VƠ TUYẾN Tiên đốn Maxwell sóng điện từ chứng minh Hertz tồn thực chúng dẫn đường cho nhiều nhà khoa học nghiên cứu thiên thể mặt trời có khả phát sóng vơ tuyến Các nhà khoa học sau đặt sở cho khám phá sau thiên văn vô tuyến 1.1 James Clerk Maxwell (1831-1879) Trong năm 1860 1870 James Clerk Maxwell phát triển lý thuyết lượng điện lượng từ, ơng tóm tắt phương trình tiếng (hình 1.1) Những phương trình tóm lược tất khám phá điện từ thí nghiệm làm trước vài trăm năm Faraday, Volta nhiều người khác PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.1 Phương trình Maxwell Họ điện từ hai mặt lượng Những phương trình dự báo có dạng xạ mà người ta gọi xạ điện từ Maxwell nhận ánh sáng dạng xạ điện từ Những phương trình dự báo xạ điện từ tồn bước sóng Những màu sắc khác ánh sáng có bước sóng ngắn phần ngàn mm 1.2 Heinrich Hertz (1857-1894) Năm 1888, Heinrich Hertz xây dựng máy phát nhận sóng điện từ khoảng cách chừng 5m (hình 1.2) Ơng sử dụng cuộn dây điện để phát tia điện có điện áp cao điện cực đóng vai trị vật phát Máy dị cuộn dây kim loại có khe hở nhỏ Một tia điện vật phát sản sinh sóng điện từ tới máy dị, tạo tia điện khe hở Ơng sóng làm cho dao động theo hướng chúng cản trở lẫn nhau, giống lý thuyết dự báo trước THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.2 Bộ máy thu phát sóng điện từ của Hertz năm 1888 Hertz thành công việc tự tạo thực thành cơng thí nghiệm với sóng điện từ vào năm 1887, tám năm sau Maxwell qua đời Hertz tạo ra, thu nhận được, cịn đo bước sóng (gần 1m) xạ, ngày phân vào nhóm tần số vơ tuyến David Hughes, nhà khoa học sinh quán London, người giáo sư âm nhạc buổi đầu nghiệp mình, có lẽ thực nhà nghiên cứu thành công việc truyền sóng vơ tuyến (năm 1879), sau thuyết phục Hội Hồng gia khơng thành, ơng định khơng cơng bố nghiên cứu mình, đến nhiều năm sau 1.3 Thomas Alva Edison (1847-1931) Một lần Hertz chứng minh tồn xạ điện từ, nhiều nhà khoa học nghĩ đến khả thu nhận xạ từ thiên thể bầu trời PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Edison dường người ghi sổ sách đưa thí nghiệm để phát sóng vô tuyến từ mặt trời Bằng chứng điều thư gửi đến Lick Observatory năm 1890 Kennelly, người làm việc phịng thí nghiệm Edison (hình 1.3) Nó miêu tả cách làm máy dò vài sợi dây cáp quanh khối kim loại Khơng có tài liệu cho thấy thí nghiệm cơng bố Tuy nhiên, dù nhận thức muộn, máy đưa vơ tình nhận bước sóng dài Tầng điện ly ngăn chặn sóng dài chiếu tới bề mặt trái đất (Sự dự báo lớp phản xạ phần khí quyển, tầng điện ly, đưa Kennelly Heaviside năm 1902) THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 .bày trí Edison ghép cực bao quanh phần lõi quặng cáp gồm dây kim loại cách điện cẩn thận với đầu cáp nối với máy điện thoại dụng cụ thí nghiệm khác Sau có khả tạp âm lớn khí Mặt trời làm nhiễu loạn dòng lượng điện từ thông thường mà nhận lẫn phân bố bình thường lực từ hành tinh này… Hình 1.3 Thư gửi đến Lick Observatory năm 1890 Kennelly (Letter reproduced from "The Evolution of Radio Astronomy", by J.S.Hey, Science History Publications, 1973 See also: C.D.Shane, Pub.Astron Soc Pacific 70,303, 1958) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 91 Vào thập niên 1960, nhà thiên văn Đại học Berkeley quan sát bước sóng 18 xentimet xạ phát từ hướng Tinh vân Lạp Hộ (Orion Nebula) Vạch phổ xạ hẹp lại sáng làm nhà thiên văn ngạc nhiên họ phải cho xạ chất “Huyền bí” (Mysterium) đó! Sau tính toán học lượng tử kết đo đạc quang phổ, họ kết luận vạch xạ “Huyền bí” thực vạch phổ maser phân tử “hydroxyl” OH quen thuộc Ngoài phân tử OH cịn có phân tử nước H2O phân tử “silicon monoxide” SiO phát xạ maser vô tuyến mạnh Sau nhà thiên văn cịn phát thiên hà xa xơi xạ maser OH H2O mạnh gấp hàng nghìn tới hàng triệu lần maser quan sát từ trước dải Ngân hà (xem Hình) Cường độ xạ maser vũ trụ tăng theo hàm mũ với kích thước đám khí phân tử Những đám khí vũ trụ lớn hàng trăm triệu kilomet, tương đương với kích thước hệ mặt trời nên phát xạ maser mạnh Đầu năm 1970 , nước Pháp có chương trình cộng tác với Liên Xô lĩnh vực thiên văn vô tuyến Tại Đài Thiên văn Paris-Meudon, cử người trách nhiệm cho chương trình khoa học, sử dụng kính thiên Nanỗay nghiờn cu bc x maser phỏt trờn bước sóng 18 cm phân tử OH (hydroxyle) vỏ ngơi Phía Liên Xơ nhà khoa học viện Sternberg Moscow Năm 1973, nhà thiên văn viện Max-Planck dùng kính Effelsberg thu nhiều photon vô tuyến phát từ thiên hà xa xôi phát nguồn xạ maser phân tử hydroxyle (OH), phát từ trung tâm thiên hà Messier 82, cách Trái đất 10 triệu năm ánh sáng (Hình 1) Đây lần xạ maser mạnh phát bầu trời Bắc Bán cầu, thiên hà khác, hẳn bên Thiên Hà THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 92 4.4.2 Mục đích nghiên cứu: Quan sát xạ maser phương tiện để "chẩn đốn" điều kiện lý hóa nhiệt độ, mật độ thành phần vật liệu môi trường xung quanh Vật chất phun từ ngơi hấp hối tạo vỏ khí bụi Quan sát nguồn maser cần phải sử dụng kính vơ tuyến lớn hệ giao thoa có độ phân giải cao Từ nhà thiên văn tìm hiểu q trình tiến hố Ngân Hà 4.4.3 Cơ chế xạ maser: Quá trình đảo ngược mật độ phân tử Cơ chế phát xạ cảm ứng mà Einstein đề xuất dẫn đến áp dụng để sản xuất máy laser maser cơng nghiệp Cơng trình Einstein tỏ cần thiết công việc nghiên cứu tượng laser maser vũ trụ Thơng thường đám khí tồn trạng thái “cân nhiệt” nguyên tử đọng mức lượng thấp theo định luật Boltzmann Tuy nhiên đám khí chuyển sang trạng thái “khơng cân nhiệt” có chế “bơm” nguyên tử lên mức lượng cao Khi phân bố ngun tử khơng cịn tn theo định luật Boltzmann Sau bơm, dân số nguyên tử mức lượng cao có khả vượt hẳn dân số nguyên tử ở̉ mức lượng thấp Hiện tượng “đảo ngược dân số” tạo tình trạng có nhiều nguyên tử tập trung mức lượng cao, chẳng hạn mức m: Khi xạ có tần số n = (Em – El)/h chiếu vào khơng cịn nhiều ngun tử mức lượng thấp l để hấp thụ xạ Trái lại, xạ khởi động trình tương tự loại “phản ứng dây chuyền”, làm nguyên tử tập trung mức lượng cao m đổ xô xuống mức lượng l PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 93 thi phát xạ Quá trình tạo xạ maser mạnh miền sóng vi ba (vơ tuyến) Hình 4.8 Phân bố phân tử theo mức lượng nguyên tắc hiệu ứng maser Hình bên trái (a): Thơng thuờng phân tử (biểu thị vịng trịn) nằm mức lượng thấp Số phân tử thưa thớt lên mức lượng cao Hình bên phải (b): Nguyên tắc hiệu ứng khuếch đại maser đám khí phân tử: phân tử từ mức lượng thấp (những THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 94 vòng tròn màu xám) lên mưc lượng cao (mũi tên lên) Bức xạ (mũi tên quăn) rọi vào đám khí, phân tử vừa bơm đổ xơ xuống mức lượng đồng thời phát vạch xạ maser mạnh (mũi tên xuống) 4.4.4 Tần số xạ maser: Tần số xạ maser thường quy thành tốc độ xuyên tâm theo công thức Doppler: V= c  v tốc độ xuyên tâm, c tốc độ ánh sáng,  tần số,  độ dịch  chuyển vạch phổ so với tần số nghỉ 4.4.5 Nguồn xạ maser: Maser thiên nhiên xuất phát từ phân tử tinh vân dải Ngân hà Tinh vân đám khí nguyên tử phân tử có bụi ngơi sáng trưng Phân tử tập hợp nguyên tử nguyên tử coi gắn với lị xo vơ hình Khi phân tử dao động quay xung quanh trục phân tử phát xạ bước sóng hồng ngoại vô tuyến Phân tử tinh vân bơm lên mức lượng cao photon bụi để phát xạ maser Những xạ maser xuất phát từ môi trường xung quanh ngơi cịn non, hình thành hấp hối, nổ tung Môi trường nơi tập trung khí bụi Bức xạ hồng ngoại bụi kích thích phân tử vỏ lên mức lượng cao Sau đó, phân tử lại rơi xuống mức lượng (thấp nhất) Những photon, chủ yếu photon hồng ngoại phát hạt bụi, hay va chạm phân tử hydrogen tham gia vào chế bơm phân tử PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 95 Những vạch maser mạnh phát từ thiên thể vạch maser oxyd silic (SiO), nước (H2O), hydroxyle (OH) Trong phịng thí nghiệm, nhà vật lý sử dụng nhiều “thủ thuật” để bơm dân số nguyên tử lên mức lượng cao Chẳng hạn họ dùng tia ánh sáng để bơm nguyên tử lên mức lượng cao Từ nguyên tử tự rơi xuống mức lượng qua chế tự phát xạ tạm đọng lại mức lượng m đó, gọi mức nửa bền vững (metastable state) Khi cần xạ có tần số thích hợp chiếu vào nguyên tử đổ xuống mức lượng thấp tạo xạ Phổ phân tử OH: Hình 4.9 Phổ phân tử OH phát thiên hà Messier 82 tần số 1667 MHz (bước sóng 18 centimet) Bức xạ maser xuất dạng đỉnh hẹp (phía bên trái) phổ Trục tung cường độ xạ Trục hoành tần số Dùng phổ kế vệ tinh ISO, nhà thiên văn phát xạ hồng ngoại bước sóng 34,6 µm Những photon 34,6 µm bơm xạ vô tuyến maser 1612 MHz phân tử hydroxyle (OH) Đây lần đầu tiên, chế bơm xạ maser OH phát thí nghiệm thiên văn THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 96 Hình 4.10 Chu trình "bơm" xạ maser phân tử OH tần số 1612 MHz Các nhà thiên văn dùng phổ kế đặt vệ tinh ISO quan sát vỏ IRC 10420, số vạch phổ hồng ngoại phân tử OH Những mũi tên dịch chuyển phân tử từ mức lượng đến mức lượng kia, tương ứng với vạch phổ Những số bước sóng vạch đơn vị micromet Đáng ý vạch 34,63 µm (đường khơng liên tục thẫm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 97 hình Kết quan sát ISO xác định photon vạch hồng ngoại 34,63 µm bị hấp thụ vỏ bơm phân tử OH lên mức lượng cao Khi rơi xuống mức lượng thấp, phân tử phát xạ maser tần số 1612 MHz, mức 2 lượng quay V   (Sylvester, Barlow, Nguyễn Quang Riệu v cộng sự, 1997) 4.5 Săn tìm acid amin: 4.5.1 Lược sử nghiên cứu : Nhờ Sử dụng kính thiên văn vơ tuyến phát bước sóng vơ tuyến nhà thiên văn phát phân tử môi trường Các hạt nhân nguyên tử nhẹ hydrogen helium tạo sau vụ nổ Big Bang Những nguyên tử nặng phân tử điều chế sau, lòng Khi đốt hết nhiên liệu hạt nhân hydrogen helium, phun môi trường sao, bụi khí có đủ loại phân tử, kể phân tử hữu Hiện nay, trăm phân tử phát Ngân Hà dạng khí, từ oxyd carbon (CO), hydroxyle (HO), nước (H2O), tới phân tử hữu phức tạp acid HCOOH, amin CH3NH2, rượu C2H5OH, aldehyd CH3CHO v.v (Bảng 4.1) Sự diện phân tử hữu cơ, acid amin, thúc đẩy nhà thiên văn tìm kiếm acid amin Vũ trụ Acid amin thành phần chất đạm cần thiết cho sống cấu tạo nhóm chức hóa học acid COOH nhóm chức hóa học NH2 THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 98 Acid amin đơn giản glycin phân tử thể sinh vật dùng để điều chế chất hữu khác chất đường (glucose) Các nhà thiên văn vô tuyến dùng kính thiên văn vơ tuyến 30 met đường kính Viện Thiên văn PhápĐức IRAM (Institut de Radio Astronomie Millimétrique) đặt đỉnh dãy núi Sierra Nevada vùng Andalusia (Tây Ban Nha), kính lớn hoạt động bước sóng milimet để quan sát phân tử glycin Tìm kiếm acid amin Vũ trụ kiện vô quan trọng, mặt khoa học mà mặt triết học, acid amin đóng vai trị trung tâm vấn đề liên quan đến nguồn gốc sống Năm 1985 1986, Nguyễn Quang Riệu sang Đại học Berkeley (California) để cộng tác sử dụng hệ giao thoa BIMA (của Đại học Berkeley, Illinois Maryland) quan sát số phân tử tìm hiểu chế hóa học cấu tạo phân tử vỏ Những photon tử ngoại môi trường kế cạnh ngơi sao, ion hóa số phân tử Ion tổng hợp với phân tử trung hòa để tạo phân tử hữu phức tạp Lần đầu tiên, họ quan sát thấy tượng "quang ion hóa" (photoionization) tỏ quan trọng q trình hóa học xung quanh ngơi Năm 1987, Giáo sư Nguyễn Quang Riệu cộng tác với nhà thiên văn Nhật Bản phát phân tử, hydrocarbon C2H, C4H ion HCO+ Những kết giúp họ tìm hiểu thêm trình tiến hóa ngơi Dải Ngân Hà 4.5.2 Mục đích nghiên cứu : Nhân thiên hà có nhiều bụi khí Đây nơi ngơi hệ trẻ, cịn nằm đám khí trộn lẫn với bụi Do đó, mơi trường có điều kiện lý hóa thuận lợi cho tổng hợp phân tử Sử PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 99 dụng kính thiên văn, nhà thiên văn quan sát thấy số phân tử hữu cơ, có acid HNCO, phát lần thiên hà với tham vọng tìm hành tinh khác thay trái đất nuôi sống người 4.5.3 Kết nghiên cứu: 4.5.3.1 Vạch phổ glycin quan sát tinh vân lạp hộ: Tinh vân Lạp Hộ (Orion) vùng trung tâm Ngân Hà, hai nơi có tiếng nôi trẻ chứa nhiều phân tử Thiết bị gồm có kính vơ tuyến 30 met trang bị máy thu đặt máy điều lạnh, nhằm giảm tiếng ồn phổ kế hoạt động dải tần số trải dài từ 101000 đến 223000 MHz (bước sóng từ đến 1,4 milimet) Các nhà thiên văn phát tổng cộng 334 vạch phổ có 157 vạch khơng nhận biết chất hóa học Các vạch phổ glycin yếu nên bị che vạch phổ phân tử khác (Hình 4.11) Kết luận: Trong Ngân Hà, mật độ phân tử glycin phải thấp 10 tỉ lần mật độ hydrogen THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 100 Hình 4.11 Một miền phổ quan sát tinh võn Lp H bi Franỗoise Combes, Nguyn Quang Riu Georges Wlodarczak, sử dụng kính vơ tuyến 30 met đường kính Viện Thiên văn Vơ tuyến IRAM Nhiều vạch cuả phân tử hữu xuất phổ, không thấy dấu vết vạch glycin 4.5.3.2 Phân tử ammoniac (NH3) cyanoprolyne (HC7N) phân tử HC9N: Những phân tử ammoniac (NH3) cyanoprolyne (HC7N) đóng vai trị quan trọng q trình hóa học vỏ Những phân tử NH3 va chạm với nguyên tử phân tử hydrogen để tạo trạng thái cân nhiệt, nên NH3 coi nhiệt kế để đo nhiệt độ môi trường xung quanh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 101 Hình 4.12 Vạch phân tử ammoniac NH3 vạch phân tử HC7N phát vỏ hấp hối, CRL 2688 Các nhà thiên văn Nguyễn Quang Riệu, Graham Bujarrabal sử dụng kính vơ tuyến Effelsberg để thực cơng trình quan sát (1984) Nhà quan sát thiên văn phát NH3 HC7N vỏ kính vơ tuyến thiên văn 100m đường kính Effelsberg bước sóng 1,3cm (Hình 4) đặt tiểu bang New Mexico (nước Mỹ) để xác định phân bố loại phân tử vỏ Họ phát phân tử NH3 tập trung vỏ bụi hình khun bao quanh ngơi sao, cịn phân tử HC7N phân tán thành vầng rộng Cho tới nay, nhà khoa học chưa hiểu phân tử HC7N lại tồn cách xa Phân tử HC9N có cấu tạo H-C C-C C-C C-C C-C N, tồn điều kiện lý hóa đặc biệt Các nhà thiên văn phát phân tử HC7N HC9N số nghiên cứu môi trường sản xuất phân tử THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 102 Bảng 4.1 Một số phân tử phát dải Ngân Hà: atomes atomes H2 Hydrogène moléculaire C3 Tricarbone C2 Carbone moléculaire H2O Eau CH+ Ion méthylyne CCH Radical éthynyle CH Radical méthylyne (1) HCN Acide cyanhydrique OH Radical hydroxyle HNC CO Monoxyde de carbone HCO Radical formyle CN Radical cyano HCO+ Ion formyle CS Monosulfure de carbone HOC+ NO Monoxyde d'azote N2H+ Ion hydrure de diazonium NS Monosulfure d'azote H2S Sulfure d'hydrogène NH Hydrure d'azote HNO Hydrure de nitrosyle SO Monoxyde de soufre OCS Oxysulfure de carbone SO+ Ion monoxyde de soufre SO2 Anhydride sulfureux SiO Monoxyde de silicium HCS+ Ion thioformylium SiS Monosulfure de silicium SiC2 Dicarbure de silicium SiC Carbure de silicium C2O Dicarbure d'oxygène SiN Nitrure de silicium C2S Dicarbure de soufre PN Nitrure de phosphore PC Carbure de phosphore HCl Chlorure d'hydrogène NaCl Chlorure de sodium Acide isocyanique (isomère de HCN Ion isoformyle (isomère de HCO+) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 103 KCl Chlorure de potassium AlCl Chlorure d'aluminium atomes atomes NH3 Ammoniac C5 Pentacarbone C2H2 Acétylène CH4 Méthane H2CO Formaldéhyde CH2NH Méthylénimine HNCO Acide isocyanique H2CCO Cétène NH2CN Cyanamide HOCO+ Ion dioxyde de carbone protoné H2CS Thioformaldéhyde C4H Radical butatadiynyle C3N Radical cyanoéthynyle HC3N Nitrile propiolique HNCS Acide isothiocyanique HCCNC Isonitrile propiolique C3H Propynylidyne SiH4 Silane C3O Monoxyde de tricarbone C3H2 Cyclopropynylidène C3S Sulfure de tricarbone CH2CN Radical cyanure de méthyle SiC4 Tétracarbure de silicium HCNH+ H3O+ Acide cyanhydrique protoné Ion hydroxonium THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Mortimer Abramowitz, Michael W Davidson Thomas J Fellers (hiepkhachquay dịch), “Bản chất xạ điện từ”, http://thuvienvatly.com/home/content/view/1091/241/ Mortimer Abramowitz, Michael W Davidson Thomas J Fellers (hiepkhachquay dịch), “Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng”, http://thuvienvatly.com/home/content/view/1069/241/ Bách khoa tồn thư mở Wikipedia, “Phương trình Maxwell”, http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%C6%B0%C6%A1ng_tr%C3%ACnh_Maxwell Lương Diên Bình, Dư Cơng Trí, Nguyễn Hữu Hồ (2006), Vật lí đại cương – tập 2, Điện, dao động, sóng, Nxb Giáo dục, Hà Nội Donat G.wentzel, Nguyễn Quang Riệu, Phạm Viết Trinh, Nguyễn Đình Nỗn, Nguyễn Đình Huân (2003), Thiên văn vật lý, Nxb Giáo dục, Hà Nội David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2008), Cơ sở vật lý – Tập 5, Điện học II, Nxb Giáo dục, Hà nội David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2009), Cơ sở vật lý – Tập 6, Quang học vật lý lượng tử, Nxb Giáo dục, Hà nội Nguyễn Quang Riệu (2005), “Vũ trụ phịng thí nghiệm thiên nhiên vĩ đại”, http://vietsciences.free.fr/giaokhoa/vatly/thienvan/gsnguyenquangrieu/vutruphongth inghiem.htm Tuxedomask (Smod), “Các phương pháp phân tích đo quang”, http://congnghehoahoc.org/forum/showthread.php?t=2010 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 105 Tiếng Anh 10 K.Y.Lo (2005), “How Radio Telescopes work?”, National Radio Astronomy Observatory, Indiana University, http://www.astro.indiana.edu/catyp/radio/RadioAstronomyFundamentals_IU.ppt 11 Dave Finley (NRAO/AUI/NSF), “Value of Radio Astronomy”, http://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radioastronomyvalue 12 Jay M Pasachoff, A.B., A.M., Ph.D., “How Astronomers Work”, http://encarta.msn.com/text_1741502444 _57/astronomy.html THIÊN VĂN VÔ TUYẾN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... ngành thiên văn vật lý: 51 2.2.1 Sơ lược xạ vũ trụ: 51 2.2.2 Ngành thiên văn vật lý: 57 2.3 Bức xạ vô tuyến thiên văn vô tuyến: 62 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC... ban đầu, nghiên cứu xạ điện từ thiên văn, nhóm lựa chọn đối tượng nghiên cứu sau thiên văn vô tuyến Ngành thiên văn vật lý giới đà phát triển với nhiều triển vọng Trong đó, thiên văn vơ tuyến có... Chương 3: KÍNH THIÊN VĂN VƠ TUYẾN 64 3.1 Sơ lược kính thiên văn vơ tuyến: 64 3.2 Đo đạc thiên văn vô tuyến: 70 3.2.1 Sơ lược cấu tạo hoạt động kính thiên văn vô tuyến: 70