Vài điều về kính thiên văn
Trong nghiên cứu thiên văn học, hoạt động quan sát đóng một vai trò
hết sức quan trọng. Hầu hết các quan sát bằng mắt thường đã được các nhà
thiên văn cổ thực hiện từ hàng trăm, hàng nghìn năm trước để xác định các
chu kì chuyển động biểu kiến của các thiên thể, dự đoán và xem xét các hiện
tượng thiên văn, phân chia và xác định các chòm sao .v.v….
400 năm trở lại đây, các quan sát của loài người đã tiến xa hơn rất
nhiều nhờ sự xuất hiện của kính thiên văn. Việc quan sát và nghiên cứu các
ngôi sao, các thiên hà ở rất xa, tìm hiểu cấu trúc của vũ trụ đòi hỏi sự có mặt
của loại dụng cụ này. Kính thiên văn trên thế giới hiện nay có nhiều loại, từ
những chiếc kính thô sơ tự chế tạo đến những chiếc kính sản xuấ công
nghiệp dùng cho các quan sát nghiệp dư, và cả những kính thiên văn khổng
lồ của các đài thiên văn lớn nhất thế giới hàng ngày không ngừng ghi lại
những tín hiệu dù là nhỏ nhất của vũ trụ…
Giới thiệu kính thiên văn - sự ra đời và phân loại kính.
Chiếc kính thiên văn đầu tiên ra đời vào năm 1608 bởi một thợ kính
người Hà Lan là Hans Lippershey khi ông phát hiện ra cách ghép 2 thấu
kính lại với nhau để tăng độ phóng đại của hình ảnh. Chiếc kính thiên văn
đầu tiên đó sử dụng 2 thấu kính : một kính có tiêu cự dài đặt trước gọi là vật
kính, chiếc còn lại có tiêu cự ngắn hơn rất nhiều đặt phía sau sao cho tiêu
điểm 2 kính trùng nhau, chiếc kính thứ 2 này gọi là thị kính. Chiếc kính
thiên văn đầu tiên đó được gọi là kính thiên văn khúc xạ (refractor
telescope). Tuy nhiên, người đầu tiên tìm ra ứng dụng cho chiếc kính lại là
Galileo Galilei vào 1 năm sau đó. Năm 1609, Galilei dựa trên phát kiến của
Lippershey đã tự chế tạo thành công chiếc kính thiên văn khúc xạ có độ
phóng đại là 30 lần, là một chiếu kính dài 120cm ới vật kính là một thấu
kính hội tụ có đường kính 5cm và thị kính là một thấu kính phân kì. Các
kính thiên văn khúc xạ như thế sau này được gọi là kính thiên văn kiểu
Galilei (Galilean Telescope). Với chiếc kính tự chế này, hàng ngày Galilei
quan sát các vết đen Mặt Trời, các chuyển động của Mặt Trăng và các hành
tinh. Qua những quan sát đó, Galilei đã khám phá ra 4 vệ tinh lớn nhất của
Sao Mộc (mà ngày nay chúng ta gọi là 4 vệ tinh Galilei, chúng gồm:
Ganimede, Calisto, Io và Europa), khám phá ra chu kì tự quay của Mặt Trời
dựa trên chu kì xuất hiện của các vết đen. Ngày nay các kính thiên văn khúc
xạ thường có thị kính và vật kính đều là các thấu kính hội tụ do sự cải tiến
của Johanne Kepler, do đó loại kính khúc xạ này gọi là kính thiên văn kiểu
Kepler (Keplerian Telescope).
(Hình trên: Kính thiên văn kiểu Galilei)
Trong những năm 1668-1670, chiếc kính thiên văn phản xạ
(reflector telescope) đầu tiên đã được chế tạo thành công. Người đã phát
minh ra nó là Isaac Newton. Khác với kính thiên văn khúc xạ, kính thiên văn
phản xạ hội tụ ánh sáng bằng phương pháp phản xạ. Vật kính của kính thiên
văn phản xạ là một gương cầu lõm hội tụ ánh sáng tại tiêu điểm của gương.
Một gương phẳng hay lăng kính được đặt trước vật kính để thu chùm sáng
hội tu và đổi chiều dẫn nó đến thị kính là một thấu kính hội tụ tiêu cự nhỏ.
Kính thiên văn phản xạ như vậy cho ra hình ảnh có độ phân giải cao hơn khá
nhiểu so với kính thiên văn khúc xạ.
Các kính thiên văn phản xạ và khúc xạ nói trên được gọi chung là
kính thiên văn quang học, do nó có tác dụng thu nhận thông tin ở dải sóng
quang học (ánh sáng nhìn thấy). Tuy nhiên, bức xạ điện từ từ các ngôi sao
hay thiên hà ở càng xa thì khi đến với Trái Đất, bước sóng của chúng càng
dãn dài ra (hiệu ứng Doppler). Do đó ánh sáng từ các ngôi sao đến với
chúng ta không mang lại những hình ảnh hoàn toàn trung thực về ngôi sao
đó, thậm chí rất nhiều ngôi sao, thiên hà mà ánh sáng của chúng không thể
đến được với chúng ta do trên đường đi, bước sóng của chúng đã dài ra trở
thành các sóng hồng ngoại hay các sóng vô tuyến. Để thu được những thông
tin chính xác nhất có thể, các kính thiên văn hồng ngoại và vô tuyến ra đời
để thu các bước sóng thích hợp nói trên và phân tích chúng trên các máy đo
quang phổ, từ đó xác định khối lượng, thành phần và các tính chất khác của
ngôi sao. Hiện nay kính thiên văn hồng ngoại không được sử dụng phổ biến
như kính thiên văn vô tuyến do kính thiên văn vô tuyến thu được ác bước
sóng ở nhiều dải hơn, cả dải vô tuyến và dải hồng ngoại , quang học.
Kính thiên văn vô tuyến (Radio Telescope) có cấu tạo có phần giống
với kính thiên văn phản xạ quang học. Thay bằng vật kính như các kính
thiên văn quang học, kính thiên văn vô tuyến có bộ phận chính là một ăng
ten có dạng một gương parabol kim loại. gương parabol này có nhiệm vụ thu
nhận các tín hiệu điện từ thu nhận được từ ngôi sao đang được quan sát và
chuyển các tín hiệu đó về các bộ phận phân tích.