Ảnh: Laser tạo ra năm ‘ngôi sao’ mới trên bầu trời đêm

Nhiều đài thiên văn lớn trên thế giới chiếu một chùm tia laser lên bầu trời để đo sự nhiễu loạn khí quyển. Mới đây, kính thiên văn Nam Gemini đã kiểm tra một hệ thống năm laser, theo tường thuật của Kelly Beatty trên tạp chí Sky and Telescope.

Nhiều đài thiên văn lớn đều có – hoặc đang phát triển – các hệ thống sử dụng các laser công suất mạnh để chiếu những chùm sáng định vị lên cao trong khí quyển. Những chùm sáng này sẽ đảm đương vai trò là ngôi sao chỉ dẫn nhân tạo cho các hệ thống quang thích ứng nhằm khắc phục “tầm nhìn” dưới lí tưởng (sự nhiễu loạn khí quyển). Khi mọi thứ hoạt động suôn sẻ, các mục tiêu thiên thể có thể được ghi lại hết sức rõ ràng.

(Ảnh: Sarah Anderson/Đài thiên văn W. M. Keck)

Đa số các đài thiên văn sử dụng một đèn phát laser để giới hạn bao nhiêu tầm nhìn qua kính thiên văn có thể thao tác với hệ thống quang thích ứng. Thường thì mục tiêu là những vật thể riêng biệt như các sao đôi ở gần nhau hay các đám sao đông đúc. Nhưng một phát triển mới tại đài thiên văn Nam Gemini (ảnh) ở cao trên vùng núi Andes thuộc Chile hứa hẹn mở rộng độ phân giải cao của hệ thống quang thích ứng đến những vùng nhìn rộng hơn nhiều.

(Ảnh: Đài thiên văn Gemini/AURA)

Hôm 22 tháng 1, các nhà nghiên cứu đã chiếu thử nghiệm một laser tạo ra một “chòm sao” gồm 5 ngôi sao ở sát nhau trên bầu trời Cerro Pachón. Với công suất phát 50 watt – mạnh hơn 1000 lần so với một đèn laser cầm tay tiêu biểu – laser trên được điều chỉnh sang chế độ phát xạ ánh sáng vàng đậm của các nguyên tử sodium ở bước sóng 589 nm. Sau khi phân tách thành 5 chùm tia rời nhau, ánh sáng laser chiếu sáng các nguyên tử sodium có mặt tự nhiên trong một lớp trong tầng giữa khí quyển, ở cao độ chừng 90 km. Những nguyên tử đó khi ấy phát huỳnh quang ở cùng bước sóng trên tạo ra năm ngôi sao nhân tạo, mỗi ngôi sao có bề ngang chừng 1 giây cung tại các góc và vùng chính giữa chừng 1 phút cung vuông.

(Ảnh: Đài thiên văn Gemini/AURA)

Nam Gemini là cơ sở đầu tiên sử dụng kĩ thuật đa chùm tia này với một laser sodium. Nhà lãnh đạo dự án Celine d'Orgeville giải thích rằng hệ thống Quang Thích ứng Đa Liên hợp (MCAO) của Gemini sẽ cho phép khẩu độ 8,1 m của đài thiên văn ghi lại những hình ảnh cực kì sắc sảo trong vùng nhìn lên tới 2 phút cung ngang [1/15 bề rộng biểu kiến của mặt trăng]. Trong năm tới, các nhà thiên văn hi vọng bắt đầu sử dụng hệ thống MCAO để nghiên cứu các vật thể đa dạng, từ những ngôi sao mới ra đời cho đến các thiên hà xa xôi.

(Ảnh: Đài thiên văn Gemini/AURA)

Ít nhất có hai cơ sở khác hiện đang theo đuổi các hệ thống quang thích ứng sử dụng nhiều ngôi sao chỉ dẫn. Vào năm 2007, Kính thiên văn Rất Lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu đã kiểm tra một hệ thống sử dụng các ngôi sao chỉ dẫn tự nhiên, nhưng việc sử dụng nó bị hạn chế do khó tìm được những vùng ngắm thiên văn thích hợp. Cũng trong năm đó, Đài thiên văn MMT ở Arizona (ảnh) đã kiểm tra một hệ thống sử dụng một laser lục công suất lớn để tạo nhiều ngôi sao nhân tạo, sử dụng sự tán xạ Rayleigh trong khí quyển tầng thấp.

(Ảnh: Đài thiên văn MMT/Smithsonian/Đại học Arizona)

Nguồn: New Scientist