Đài thiên văn cộng đồng Allgäu
nằm giữa khung cảnh thơ mộng ở miền nam nước Đức.
Khi màn đêm đến,
một đội gồm nhiều nhà thiên văn học và kỹ sư
chuẩn bị để thực nghiệm một công nghệ tuyệt vời:
một đơn vị tia laser điều hướng sao
sẽ sớm được đưa đến Đài thiên văn Paranal của ESO.
Đây là chương trình ESOcast!
Với nền khoa học hiện đại và những chuyện hậu trường tại ESO,
Đài thiên văn phía Nam của châu Âu.
Cùng khám phá ranh giới tận cùng của Vũ Trụ với Tiến sĩ J., hay Tiến sĩ Joe Liske.
Xin chào và chào mừng mọi người đến với ESOcast.
Hôm nay, ta sẽ đến đài thiên văn cộng đồng Allgäu ở miền nam nước Đức,
bởi vì đây là nơi nhóm kỹ sư và nhà khoa học của ESO
sẽ thử nghiệm một đơn vị tia laser điều hướng sao hoàn toàn mới.
Vậy đó là gì?
Hãy để tôi giải thích.
Vào ban đêm, chúng ta đều thấy mọi ngôi sao nhấp nháy.
Thực ra, bản thân ngôi sao lại không hề lập lòe như vậy.
Hiện tượng này gây ra bởi sự nhiễu loạn trong bầu khí quyển của Trái Đất.
Khi ánh sao băng qua bầu khí quyển,
nó gặp nhiều vùng không khí khác nhau
với nhiệt độ và áp suất khác nhau,
dẫn đến ánh sáng bị uốn cong theo nhiều cách khác nhau,
do đó gây ra sự biến dạng.
Thực tế, bạn có thể thường xuyên thấy hiệu ứng này vào ban ngày,
bất cứ khi nào bạn nhìn về phía một vật ở xa
vào một ngày nóng bức.
Những vì sao lấp lánh trông rất đẹp đẽ và lãng mạn,
nhưng đối với các nhà thiên văn học, thì đây thực sự là một vấn đề,
bởi vì hình ảnh thu được sẽ bị mờ
và không sắc nét
nếu quan sát bên trong bầu khí quyển.
Vậy chúng ta làm gì với nó?
Về cơ bản chúng ta cần một phương pháp để loại bỏ sự biến dạng,
loại bỏ hiệu ứng "nhấp nháy" của ngôi sao.
Để làm được việc này, ta phải điều chỉnh ánh sáng của ngôi sao từ chiếc gương
bằng cách làm biến dạng nó bằng tác động nhỏ một cách chính xác
để loại bỏ sự méo mó hình ảnh.
Nhưng làm thế nào để điều chỉnh gương của bạn?
Khi Kính thiên văn Rất Lớn của ESO quan sát bầu trời,
một máy tính chuyên dụng có thể chọn một ngôi sao sáng
và liên tục theo dõi sự nhấp nháy của nó
-- rút ra các điều kiện khí quyển phía trên kính thiên văn
hàng trăm lần trên một giây.
Máy tính sau đó gửi lệnh
đến một loạt thiết bị được gắn vào gương của kính thiên văn,
kịp thời duỗi và uốn cong gương một cách chính xác trong sự nhiễu loạn của bầu khí quyển,
loại bỏ sự biến dạng trong hình ảnh thu được.
Vì vậy, để quá trình chỉnh sửa này hoạt động
bạn cần một ngôi sao thực sự sáng
trong khu vực quan sát của kính thiên văn.
Nhưng ngôi sao sáng thì ít mà lại còn ở xa,
và đừng quyên rằng VLT được thiết kế
chỉ chụp một phần rất nhỏ của bầu trời trong một vài thời điểm cụ thể.
Do đó, phần lớn quan sát
sẽ không có ngôi sao sáng nào trong trường nhìn của VLT.
Vậy chúng ta làm gì bây giờ?
thì chúng ta sẽ tự làm lấy.
90km ở trên cao,
nằm trong tầng khí quyển,
là một lớp na-tri tương đối mỏng.
Nếu bạn bắn một tia laser mạnh lên bầu trời
bạn có thể làm cho các nguyên tử natri này phát sáng,
từ đó tạo ra một ngôi sao nhân tạo hiệu quả
cho máy tính khóa vào vị trí đó.
Vào năm 2006,
ESO đã lắp đặt ngôi sao laser dẫn đường đầu tiên trên kính VLT tại Bán cầu Nam.
Hệ thống này cải thiện đáng kể sức mạnh của kính thiên văn,
có nghĩa là VLT thậm chí có thể tạo ra hình ảnh sắc nét hơn cả Hubble
trong một số loại quan sát.
Nhưng hệ thống này cũng có nhiều hạn chế.
Nó chỉ có thể tạo ra một ngôi sao nhân tạo,
có nghĩa là hệ thống này chỉ có thể điều chỉnh tầm nhìn của kính thiên văn
trong một khu vực nhỏ trên bầu trời ở một số thời điểm.
Nó cũng rất cồng kềnh
-- thiết bị phải được giữ trong một phòng thí nghiệm riêng
và chùm tia laser được đưa dọc theo một sợi quang đến kính thiên văn.
Dựa trên kinh nghiệm có được với hệ thống đầu tiên,
Các kỹ sư của ESO đã làm việc để cải tiến thiết bị này,
một đơn vị tia laser điều hướng sao mới.
Chào, Domenicos, đây chính là thiết bị laser này.
Nó cực kỳ nhỏ,
nằm gọn ở mặt sau trên chiếc kính thiên văn nhỏ này,
thật đáng kinh ngạc.
Đúng vậy. Đây là những gì chúng tôi đã làm việc trong 5 năm qua,
để tạo ra một thiết bị laser 20 watt, rất nhỏ gọn
và nhẹ
để nó có thể được gắn trực tiếp vào mặt sau của kính thiên văn.
Do đó, chúng tôi phải phát triển một laser sợi quang trước
rồi sau đó phát triển các loại đầu laser.
Anh vừa nói, đây là tia laser 20 watt.
Nó có mạnh không?
Có. Đây thực sự là sức mạnh chúng ta cần.
hệ thống dẫn đường sao thế hệ tiếp theo.
Ví dụ, tại Paranal
chúng ta có tia laser khoảng 5 watt chiếu lên bầu trời,
Thế nên, đây là một bước nhảy vọt trong sức mạnh.
Vậy chùm laser này có nguy hiểm không?
Nếu tôi đặt tay vào nó, tôi có bị gì không?
Nếu bạn đặt tay vào, bạn chỉ thấy nó ấm ấm thôi.
Nhưng đừng nhìn thẳng vào chùm laser.
OK, vậy là nó sẽ không làm phỏng tay của tôi.
Nhưng còn máy bay thì sao?
Nó có nguy hiểm cho họ không?
Nó không gây nguy hiểm cho thiết bị bay hoặc máy bay,
Nhưng lại gây nguy hiểm cho mắt của hành khách.
Và tia laser này nằm mức phơi sáng tối đa nên
nên chúng tôi đặt ở những nơi tránh máy bay bay ngang qua chùm tia.
Thực tế, chúng ta đang ở
khu vực không có hoạt động bay,
thế nên, tránh được nguy cơ đụng phải máy bay.
Thiết bị mới chính xác hơn nhiều,
dễ bảo trì hơn, và nhỏ hơn.
Thực tế, như chúng ta vừa thấy,
toàn bộ đơn vị chỉ bằng một gói hàng nhỏ
dễ gắng trên kính thiên văn hơn khi hoạt động
Do có thiết kế nhỏ hơn,
ta có thể gắn đến 4 tia laser trên một chiếc kính thiên văn đơn lẻ,
chỉnh sửa hình ảnh của VLT trên góc nhìn rộng hơn nhiều.
Hiện tại, ở Đức
nhóm chúng tôi đang thử nghiệm mẫu mới
để đảm bảo thiết bị hoạt động hoàn hảo trước khi được chuyển đến Paranal.
Các cơ sở tại đài thiên văn cộng đồng Allgäu
rất hoàn hảo cho việc này
và chỉ cách Trụ sở của ESO một quãng lái xe ngắn.
Ngôi sao dẫn đường bằng laser như thế này sẽ là phát triển quan trọng
cho Kính thiên văn Cực Lớn châu Âu sắp tới,
sẽ thường xuyên sử dụng quang học thích ứng.
ELT sẽ lớn hơn rất nhiều lần so với nhiều chiếc kính thiên văn khổng lồ khác ở hiện tại.
Chất lượng hình ảnh sẽ sắc nét hơn nhiều.
Nhưng hình ảnh chất lượng lại phụ thuộc vào khả năng tốt của quang học thích ứng
và laser điều hướng sao.
Đi đầu trong nhiều công nghệ mới như thế này
sẽ tạo ra sự khác biệt lớn cho các đài thiên văn tiên tiến nhất của thế giới trong tương lai,
đặc biệt là E-ELT.
Tôi là Tiến sĩ J. đồng hành cùng chương trình ESOcast.
Lần sau, hãy cùng tôi tham gia một cuộc phiêu lưu khác vào Vũ Trụ.
Trong khi chúng tôi đang ghi hình cho tập này,
chúng tôi đã nhận ra vì sao kính thiên văn của ESO
lại được đặt trên đỉnh núi ở Bắc Chile,
chứ không phải ở miền Nam nước Đức.
Rất may, những trận bão như thế này không phải là thứ bạn thấy ở Paranal.
ESOcast được sản xuất bởi ESO, Đài thiên văn phía Nam của châu Âu,
ESO, Đài thiên văn phía Nam của châu Âu,
là tổ chức khoa học và công nghệ liên chính phủ hàng đầu trong thiên văn học
thiết kế, xây dựng và vận hành nhiều kính thiên văn tiên tiến nhất thế giới.
Transcription by ESO ; translation by — Thanh Sang Mai.
Cảm ơn bạn đã đồng hành cùng ESO,
hãy cùng bay ra khỏi thế giới này với Hubble.
Chương trình Hubblecast
giới thiệu nhiều khám phá mới mẻ đến từ đài quan sát ngoài không gian nổi tiếng nhất thế giới.
Kính thiên văn Không gian Hubble của NASA / ESA.