Chúng ta vẫn thường cho rằng đài Thiên Văn chắc chắn được đặt trên núi cao, tuy nhiên điều đó đúng nhưng chưa đủ, vì có những đài Thiên Văn được đặt sâu hàng ngàn mét dưới đại dương và có những đài Thiên Văn được đặt ở trong vũ trụ.
– Đài Thiên Văn trên núi cao
Công việc chủ yếu của đài Thiên Văn là dùng kính viễn vọng Thiên Văn để quan trắc các ngôi sao, nên các đài Thiên Văn thường được đặt trên đỉnh núi.
Đài quan sát Atacama Large Millimeter Array, Chile (Ảnh: wiki)
Nguyên nhân chủ yếu để đài Thiên Văn được đặt trên đỉnh núi là Trái Đất bị bầu khí quyển bao phủ, ánh sáng các ngôi sao phải xuyên qua tầng khí quyển này mới chiếu đến kính viễn vọng của đài Thiên Văn được. Còn thêm sương mù, bụi bặm và hơi nước trong không khí ảnh hưởng rất nhiều đến quan trắc Thiên Văn, nhất là những nơi gần thành phố lớn, ban đêm ánh đèn thành phố hắt lên không trung, chiếu lên những hạt bụi nhỏ này, khiến cho bầu trời sáng, ngăn cản các nhà Thiên Văn quan sát những ngôi sao tối. Ở những chỗ cách xa thành phố, bụi bặm và sương mù tương đối ít, tình hình có khá hơn nhưng vẫn không thể tránh khỏi ảnh hưởng.
Đài quan sát Mauna Kea, Hawaii, nơi điều hành loạt kính viễn vọng quang lớn nhất thế giới, độ cao 4.205 m (Ảnh: wiki)
Chỗ càng cao không khí càng loãng, sương mù, bụi bặm và hơi nước càng ít nên ảnh hưởng càng nhỏ, cho nên người ta đặt các đài Thiên Văn trên đỉnh núi. Ngày nay trên thế giới có 3 đài Thiên Văn lớn nhất đều đặt trên đỉnh núi, đó là đỉnh núi Ymonakhaia ở Hawaii cao hơn mặt biển 4206 m, núi Antis ở Chilê cao hơn mặt biển 2.500 m và núi Ganali ở Đại tây dương cao hơn mặt biển 2.426 m.
Ngoài ra, trên đỉnh núi thường là những nơi ít chịu ảnh hưởng của các loại sóng điện thoại, wifi nên các tín hiệu đến từ vũ trụ không bị nhiễu.
– Đài Thiên Văn dưới biển sâu
Nói chung các đài Thiên Văn đều đặt trên đỉnh núi để quan trắc tốt. Nhưng ít ai nghĩ tới rằng, đài Thiên Văn cũng có thể được đặt dưới biển sâu.
Đài Thiên Văn đặt dưới biển sâu là bổ khuyết cho đài Thiên Văn trên mặt đất. Bởi trong vũ trụ có những chùm hạt mà đài Thiên Văn trên núi cao không thể “bắt” được tuy nhiên lại có thể “bắt” được chúng ở dưới biển sau khi đã được một lớp nước dày “lọc” qua.
Đài quan sát dưới biển sâu (Ảnh minh họa: khoahoc.tv)
Một ví dụ cụ thể là hạt neutrino. Các nhà khoa học từ dự đoán sự tồn tại của nó đến “bẫy” được nó, đã mất trọn 30 năm. Neutrino là loại hạt trung tính không mang điện, khối lượng của nó còn nhỏ hơn điện tử rất nhiều, nhưng lại có sức xuyên rất lớn, nó có thể xuyên qua bất kỳ chất nào, thậm chí xuyên qua Trái Đất từ bên này sang bên kia.
Các nhà Thiên Văn rất quan tâm đến hạt neutrino này, vì nó mang những thông tin từ các thiên thể trong vũ trụ đến. Nhưng chúng ta muốn nhận được nó từ trong không trung hoặc từ tầng khí quyển trên mặt đất là vô cùng khó khăn. Do đó các nhà khoa học căn cứ vào đặc điểm của hạt neutrino, đã dời các thiết bị tìm kiếm và quan trắc xuống dưới đáy biển sâu, lợi dụng tầng nham thạch của vỏ Trái Đất hoặc nước biển để ngăn cản những hạt khác đến từ vũ trụ, từ đó mà theo dõi chặt chẽ hạt neutrino và tìm cách “bẫy” được nó.
Hiện nay trong số các đài Thiên Văn trên thế giới được xây dựng dưới đất hoặc đáy biển có đài Thiên Văn của Cục nghiên cứu vũ trụ Đại học Tokyo Nhật Bản. Đài Thiên Văn của họ sâu dưới đất 1000 m; trạm khảo sát Nam Cực Amenglin Skeut Đại học Waysken Mỹ xây dựng một đài Thiên Văn “Amamuta” dưới tầng băng Nam Cực sâu 2.000m; đài Thiên Văn dưới đáy biển Amamuta ở Hawaii.
Bước đầu sử dụng những đài quan trắc sâu dưới đáy biển này đã thu được những hiệu quả rất đáng mừng. Các nhà khoa học cho rằng, dùng nó để quan trắc và tiếp nhận các thông tin nào đó từ các thiên thể, những đài Thiên Văn trên mặt đất không thể nào so sánh được. Ví dụ cùng quan trắc Mặt Trời, các đài Thiên Văn đáy biển sẽ quan trắc được những biến đổi chỉ phát sinh trong chốc lát ở trên Mặt Trời, đó là những kết quả mà kính viễn vọng mặt đất nào cũng không thể làm được.
– Đài Thiên Văn trong vũ trụ
Các đài Thiên Văn đặt trong vũ trụ là kính viễn vọng hoặc các dụng cụ khác nằm ở không gian ngoài vũ trụ. Các kính viễn vọng không gian có thể được sử dụng để quan sát các vật thể Thiên Văn ở các bước sóng của phổ điện từ không thâm nhập được vào bầu khí quyển của Trái Đất và do đó không thể quan sát bằng kính Thiên Văn mặt đất. Bầu khí quyển của Trái Đất ngăn chặn các tia cực tím, tia X và tia gamma và một phần bức xạ hồng ngoại, nên các quan sát trong những phần này của phổ điện từ được thực hiện tốt nhất từ một vị trí ngoài bầu khí quyển của hành tinh chúng ta.
Kính viễn vọng không gian Hubble (Ảnh: wiki)
Một lợi thế khác của kính viễn vọng không gian là do vị trí của chúng trên bầu khí quyển của Trái đất, hình ảnh của chúng không bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn khí quyển gây ra những quan sát trên mặt đất. Kết quả là độ phân giải góc của kính viễn vọng không gian như Kính viễn vọng không gian Hubble thường nhỏ hơn nhiều so với một kính Thiên Văn mặt đất với khẩu độ tương tự.
Tuy nhiên, tất cả những lợi thế đi kèm với một mức giá. Kính viễn vọng không gian đắt hơn nhiều so với kính Thiên Văn mặt đất, chỉ riêng việc nghiên cứu để phóng kính viễn vọng không gian Hubble đã tốn tới hơn 1 tỉ đô la. Hơn nữa kính viễn vọng không gian cũng dễ gặp rất nhiều rủi ro trong quá trình phóng, và chỉ một lỗi nhỏ có thể khiến mất hàng tỉ đô la để sửa chữa vì kính viễn vọng không gian cũng rất khó bảo trì. Chính vì chi phí đắt đỏ và độ khó lớn như vậy, việc phóng các thiết bị quan sát vũ trụ là gần như bất khả thi với hầu hết các quốc gia.
Hình ảnh mô tả kính viễn vọng không gian James Webb dự kiến phóng lên vũ trụ năm 2019 (Ảnh: wiki)
Như vậy ta có thể thấy việc xây dựng đài Thiên Văn ở dưới nước hay trong vũ trụ không phải là cạnh tranh vị trí với đài Thiên Văn được đặt trên đỉnh núi mà nó là một sự bổ sung. Có rất nhiều tia vũ trụ mà đài Thiên Văn mặt đất không thể quan sát được, mà chỉ có thể quan sát được từ dưới biển hoặc trong không gian, việc xây dựng các đài Thiên Văn ở những môi trường quan sát khác nhau sẽ giúp chúng ta bắt được nhiều tia vũ trụ hơn và qua đó có cái nhìn toàn vẹn hơn về vũ trụ.
Nam Minh
Có thể bạn quan tâm:
