XI. Giới thiệu kính thiên văn dùng trong quan sát thiên văncổ điển
4. Kính thiên văn khúc xạ
Nguyên tắc của loại kính dùng gương này được James Gregory gợi ý , nhưng Newton là người đầu tiên thực hành và xử dụng. Ơng dùng một gương lồi để làm hội tụ tia sáng. Ơng đã giải quyết được sự sai lệch màu sắc. Loại gương này hiện vẫn cịn dùng vì mặc dù cĩ nhiều kiểu thiết kế khác.
Nguyên tắc rất dễ: Ðầu tiên ánh sáng phản chiếu trở lên nhờ một tấm gương thứ nhất cĩ dạng parabole, tiếp theo, ánh sáng đi lệch một phía nhờ phản chiếu qua một tấm gương phẳng nằm nghiêng một gĩc 45° . Cuối cùng ánh sáng qua những thấu kính để khuếch đại ảnh lên và đến thị kính. Kính thiên văn phản chiếu đầu tiên do Newton làm ra cĩ miếng gương đường kính 2,5m , được trưng bày năm 1671
• Ưu điểm lớn nhất của loại kính này là độ mở ống kính . Đây cĩ thể nĩi là trái
tim của KTV
Vì cĩ ống kính lớn KTV này đem lại hình ảnh rất tươi sáng Đặc biệt hiệu quả khi quan sát các vật thể ở xa , độ sáng yếu Rất thích hợp khi quan sát mặt trăng hay các thiên thể
Giảm tối đa được hiện tượng quang sai vì vậy cho hình ảnh chính xác Chỉ số giá / Độ mở ống kính ưu thế hơn KTV khúc xạ
• Nhược Điểm
Độ mở ống kính to nên KTV tương đối cồng kềnh Với tính năng vượt trội như vậy cho nên giá thành cao Việc sử dụng phải cĩ 1 chút hiểu biết cơ bản về KTV
Các kính thiên văn phản xạ và khúc xạ nĩi trên được gọi chung là kính thiên văn quang học, do nĩ cĩ tác dụng thu nhận thơng tin ở dải sĩng quang học . Tuy nhiên, bức xạ điện từ từ các ngơi sao hay thiên hà ở càng xa thì khi đến với Trái Đất, bước sĩng của chúng càng dãn dài ra (hiệu ứng Doppler). Do đĩ ánh sáng từ các ngơi sao đến với chúng ta khơng mang lại những hình ảnh hồn tồn trung thực về ngơi sao đĩ, thậm chí rất nhiều ngơi sao, thiên hà mà ánh sáng của chúng khơng thể đến được với chúng ta do trên đường đi, bước sĩng của chúng đã dài ra trở thành các sĩng hồng ngoại hay các sĩng vơ tuyến. Để thu được những thơng tin chính xác nhất cĩ thể, các kính thiên văn hồng ngoại và vơ tuyến ra đời để thu các bước sĩng thích hợp nĩi trên và phân tích chúng trên các máy đo quang phổ, từ đĩ xác định khối lượng, thành phần và các tính chất khác của ngơi sao
Các đài thiên văn và các kính thiên văn lớn nhất thế giới. a. Kính thiên văn vũ trụ Hubble
Chiếc kính thiên văn nổi tiếng nhất, vĩ đại nhất cần nhắc đến đầu tiên là kính thiên văn vũ trụ Hubble (Hubble Space Telescope), đặt theo tên của Edwin Hubble - một trong số các nhà thiên văn lớn nhất của thế kỉ 20, người đã tìm ra hiện tượng giãn nở vũ trụ qua độ dịch bước sĩng của các thiên hà. Kính này được NASA phĩng lên quĩ đạo vào ngày 25/4/1990 ở độ cao 600km. Đây là một kính thiên văn phản xạ tự động cĩ đường kính của gương là 2,4m. Mọi hoạt động của kính Hubble đều được điều khiển tự động, các hình ảnh ghi nhận được đều được kính Hubble chụp ảnh trực tiếp và gửi thơng tin về Trái Đất. 15 năm hoạt động, kính thiên văn vũ trụ Hubble đã ghi nhận được hàng nghìn bức ảnh vơ giá về thơng tin cũng như vẻ đẹp tuyệt vời của vũ trụ mà con người đang khám phá.
b. Đài thiên văn đầu tiên của thế giới
Thiên văn học cổ đại ở các nền văn minh Hy Lạp và A rập đã xây dựng được những đài quan sát thiên văn đầu tiên từ 2000 năm trước. Tuy nhiên, đài thiên văn đầu tiên thường được coi là đài thiên văn do Tycho Brahe (1546 – 1601) xây dựng vào cuối thế kì 16. Tại đài thiên văn này, Brahe đã liên tục quan sát và ghi chép tỉ mỉ, ơng đã lập ra được một danh mục sao gồm hớn 1000 ngơi sao cĩ độ sáng khác nhau. Đây cũng chính là đài thiên văn sau đĩ Johanne Kepler làm việc. Dựa trên những kết quả quan sát đã cĩ của Brahe, Kepler tiếp tục quan sát và nghiên cứu về quĩ đạo và chu kì chuyển động của các hành tinh trong hệ Mặt Trời, và cuối cùng Kepler tìm ra 3 định luật mang tên ơng về chuyển động hành tinh.
c. Kính thiên văn quang học lớn nhất thế giới
Kính thiên văn lớn nhất hiện nay trên thế giới là kính thiên văn VLT (Very Large Telescope) mới được hồn thành tại Chile. Nĩ là một kính thiên văn phản xạ tổ hợp gồm 4 gương phản xạ cĩ đường kính 8m. 4 gương này mang lại hiệu quả hình ảnh tương đương với một gương lớn đường kính 16m. Các gương của hệ thống kính này ngồi các bước sĩng ở dải quang học cịn cĩ thể thu được những bước sĩng của bức xạ điện từ ở một phần của dải hồng ngoại. Năm 2005, các nhà thiên văn học đã sử dụng tổ hợp kính này và chụp trực tiếp được bức ảnh đầu tiên về một hệ hành tinh ngồi Hệ Mặt Trời - hệ 2M1207b, hệ hành tinh này quay quanh một ngơi sao trong chịm sao Hydra (Mãng xà) cách chúng ta hơn 200.000 năm ánh sáng.
Tiếp theo, đứng thứ 2 sau VLT, và là kính thiên văn phản xạ lớn nhất trước đây là kính thiên văn tại đài thiên văn Keck trên núi Manua Kea - một ngọn núi cao 4200m và là núi cao nhất ở Hawaii. Kính thiên văn lớn nhất ở đài thiên văn này là một gương tổ hợp do nhiều gương nhỏ ghép lại cĩ tổng đường kính là 15m..
d. Kính thiên văn vơ tuyến lớn nhất thế giới
Kính thiên văn vơ tuyến lớn nhất thế giới hiện nay là kính Arecibo đặt tại Puerto Rico được sử dụng từ năm 1963. Gương chính của kính cĩ đường kính 305m, bộ phận thu sĩng phản xạ được treo phía trên gương chính ở độ cao 150m. Đây là kính thiên văn lớn nhất và nhạy nhất thế giới, nĩ từng được sử dụng làm cơng cụ chính
trong việc tìm kiếm các tín hiệu về sự sống ngồi Trái Đất trong quá trình thực hiện dự án SETI (Search for the Extraterrestial Intelligence – tìm kiếm trí tuệ ngồi Trái Đất)
Kính thiên văn vơ tuyến lướn thứ 2 là kính thiên văn Effensberg, cách 40km về phía Nam của Bonn, Đức. Kínhnày cĩ đường kính là 100m, được đưa vào sử dụng từ năm 1971. Khác với kính Arecibo khơng thể thay đổi gĩc nhìn mà chỉ đặt cố định, Effenssberg được nối với các trục lớn cĩ thể cho phép trục chính của gương quay về bất cứ hướng nào để tiếp nhận các sĩng điện từ đến từ các thiên thể cần nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Quốc Hà, Giáo trình thiên văn học đại cương, Nxb Đại học sư phạm, 2008 2. Lê Phước Lộc, Bài tập và hướng dẫn quan sát thiên văn, Đh Cần Thơ, 1993 3. Trịnh Xuân Thuận, Những con đường của ánh sáng, Nxb trẻ, 2008
4. Donat G.wentzel, Nguyễn Đình Nỗn …, Thiên Văn Vật Lý, Nxb Giáo Duc, 2007 5. Trịnh Xuân Thuận, Giai điệu bí ẩn và con người đã tạo ra vũ trụ, Nxb Trung Học
Chuyên Nghiêp, 2006
6. Nguyến Tuấn Kiệt, 10 vạn câu hỏi vì sao, Nxb Hải Phịng, 2008
7. Phạm Viết Trinh, Nguyến Đình Nỗn, Giáo trình thiên văn, Nxb Giáo dục, 2007 8. Một số website chuyên về thiên văn