Kính viễn vọng không gian là gì – đây là một câu hỏi thường gặp đối với những ai yêu thích khám phá vũ trụ và công nghệ thiên văn hiện đại. Khác với các loại kính viễn vọng đặt dưới mặt đất, kính viễn vọng không gian được phóng lên quỹ đạo để quan sát vũ trụ mà không bị ảnh hưởng bởi khí quyển Trái Đất. Hãy cùng Deandefense tìm hiểu sâu hơn về loại thiết bị quan sát đột phá này!
Định nghĩa kính viễn vọng không gian là gì?
Để hiểu rõ vai trò quan trọng của kính viễn vọng không gian, chúng ta cần nắm bắt bản chất cơ bản của những cỗ máy kỳ diệu này.
Khái niệm cốt lõi và vị trí hoạt động
Kính viễn vọng không gian là gì? Đây là những đài quan sát thiên văn phức tạp, được thiết kế để hoạt động ngoài bầu khí quyển Trái Đất, trên quỹ đạo hoặc tại các điểm đặc biệt trong không gian.
Không giống như kính thiên văn mặt đất, chúng hoạt động trong môi trường chân không, không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí quyển.
Đa số được đặt ở quỹ đạo Trái Đất thấp như Hubble, trong khi những kính viễn vọng tiên tiến hơn như James Webb được đặt tại điểm Lagrange L2 – nơi lực hấp dẫn của Trái Đất và Mặt Trời cân bằng, tạo ra một vị trí ổn định cách Trái Đất khoảng 1,5 triệu km. Vị trí này giúp kính vừa duy trì liên lạc với Trái Đất, vừa tránh nhiễu loạn nhiệt từ hành tinh chúng ta.
Phân loại cơ bản theo bước sóng quan sát
Mỗi loại bước sóng mang lại những thông tin khác nhau về vũ trụ, từ tia X, tia gamma cho đến ánh sáng khả kiến và hồng ngoại.
Kính quang học
Kính quang học, như Hubble, thu nhận ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím, cho phép quan sát các ngôi sao, thiên hà và tinh vân với độ phân giải cao. Ánh sáng quang học giúp chúng ta thấy rõ cấu trúc chi tiết của thiên hà, tinh vân và bề mặt các hành tinh.
Tia cực tím từ Hubble hé lộ các vùng hình thành sao và các ngôi sao trẻ, nóng, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự sinh thành của các hệ sao mới.
Kính hồng ngoại
Kính hồng ngoại, như James Webb và Spitzer (đã ngừng hoạt động), thấy được “nhiệt” của vũ trụ, xuyên qua đám mây bụi để quan sát sự hình thành sao và các thiên hà thời kỳ đầu.
Tia hồng ngoại cho phép chúng ta nhìn thấy các ngôi sao đang hình thành bên trong các đám mây bụi dày đặc và khám phá các thiên hà sơ khai từ thời kỳ đầu của vũ trụ, cách đây hơn 13 tỷ năm.
Kính tia X và tia gamma
Kính tia X và tia gamma, như Chandra và Fermi, phát hiện các hiện tượng năng lượng cực cao như lỗ đen, sao neutron và vụ nổ siêu tân tinh.
Những bức xạ này thường phát ra từ các sự kiện thiên văn bạo lực nhất, chẳng hạn như vật chất rơi vào lỗ đen, các vụ nổ tia gamma, và va chạm các cụm thiên hà.
Các kính viễn vọng này cho phép chúng ta nghiên cứu các quá trình vật lý phức tạp và năng lượng cao không thể quan sát được bằng bất kỳ dải sóng nào khác.
Tại sao cần đưa kính viễn vọng vào không gian?
Việc đưa kính viễn vọng vào không gian không chỉ là bước tiến vượt bậc trong ngành thiên văn học, mà còn là giải pháp cần thiết để vượt qua những giới hạn của việc quan sát từ mặt đất.
Bầu khí quyển Trái Đất thường gây nhiễu loạn hình ảnh và cản trở nhiều loại bước sóng như tia cực tím, tia X hay tia hồng ngoại. Điều này khiến các kính viễn vọng đặt dưới mặt đất không thể quan sát được toàn bộ vũ trụ một cách chính xác.
Khi hoạt động ngoài khí quyển, kính viễn vọng không gian có thể thu nhận ánh sáng từ các vật thể xa xôi với độ nét vượt trội, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay ô nhiễm ánh sáng.
Thành tựu về kính viễn vọng không gian
Kể từ năm 1990, một thế hệ kính viễn vọng không gian tiên tiến đã được phóng lên, mỗi cái đều mang đến những khám phá đột phá. Chúng không chỉ là những dụng cụ khoa học mà còn là những biểu tượng của khát vọng vươn xa của nhân loại.
Kính viễn vọng không gian Hubble
Được phóng lên vào tháng 4 năm 1990, Hubble đã trở thành một trong những công cụ khoa học thành công nhất và được công nhận rộng rãi nhất trong lịch sử. Với gương chính 2,4 mét, nó đã hoạt động hơn 34 năm, vượt xa tuổi thọ dự kiến ban đầu.
Mặc dù gặp vấn đề về quang học khi mới phóng lên do lỗi cầu sai, các phi hành gia đã sửa chữa thành công trong các nhiệm vụ bảo trì, bao gồm 5 nhiệm vụ bằng tàu con thoi (SM1, SM2, SM3A, SM3B, SM4).
Những nhiệm vụ này không chỉ sửa chữa lỗi mà còn nâng cấp các thiết bị, thay thế con quay hồi chuyển và pin, giúp Hubble hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ phi thường.
Hubble đã thay đổi căn bản hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Nó giúp xác định tuổi vũ trụ chính xác (13,8 tỷ năm), phát hiện ra sự giãn nở vũ trụ đang tăng tốc do năng lượng tối, và chụp ảnh “Hubble Deep Field” – bức ảnh cho thấy hàng ngàn thiên hà trong một mảnh nhỏ bầu trời trông như trống rỗng.
Hubble đã thay đổi không chỉ khoa học mà còn văn hóa đại chúng thông qua những hình ảnh mang tính biểu tượng của các tinh vân, thiên hà và hành tinh, khơi dậy trí tưởng tượng của hàng triệu người.
Kính viễn vọng không gian James Webb
Kính viễn vọng không gian James Webb, được phóng lên vào tháng 12 năm 2021, đánh dấu bước tiến quan trọng tiếp theo. Với gương chính 6,5 mét làm từ berili mạ vàng, Webb lớn hơn và mạnh hơn Hubble nhiều lần.
Đặt tại điểm Lagrange L2, cách Trái Đất 1,5 triệu km, Webb tập trung vào quan sát hồng ngoại, cho phép nó nhìn xa hơn trong cả không gian và thời gian.
Mục tiêu chính của Webb là quan sát “ánh sáng đầu tiên” – các thiên hà sơ khai hình thành sau Vụ Nổ Lớn, nghiên cứu sự hình thành và phát triển của các thiên hà, ngôi sao và hệ hành tinh, đồng thời phân tích khí quyển của các ngoại hành tinh tìm kiếm dấu hiệu sự sống.
Dù mới hoạt động được ba năm, Webb đã cung cấp những hình ảnh đáng kinh ngạc về các thiên hà từ thời kỳ đầu của vũ trụ và phát hiện phân tử hữu cơ trong khí quyển của các ngoại hành tinh.
Kết luận
Kính viễn vọng không gian là gì không còn là điều xa lạ với những ai quan tâm đến khoa học vũ trụ. Với khả năng quan sát vượt trội, không bị che khuất bởi khí quyển, những chiếc kính viễn vọng như Hubble hay James Webb đã mở ra một kỷ nguyên mới trong việc khám phá vũ trụ. Theo dõi Deandefense để cập nhật thêm nhiều thông tin thú vị và bổ ích về thiên văn học, công nghệ và không gian!
