Sao Kim giao hội Mặt Trời 6/6/2012

Ngày 6/6/2012 (5h10 AM giờ Việt Nam), như đã dự báo trước, giới thiên văn học sẽ có cơ hội ngắm hiện tượng thiên văn xảy ra “lần cuối trong đời người”, đó là sao Kim đi ngang Mặt Trời hay còn gọi là “sự đi qua của sao Kim (Venus Transit)” bởi lần kế tiếp xảy ra hiện tượng này là mãi cho đến ngày 11/12/2117

Sao Kim là hành tinh vòng trong của Mặt Trời, có tốc độ quay xung quanh Mặt Trời lớn hơn Trái Đất (Sao Kim quay một vòng xung quanh Mặt Trời trên quỹ đạo này mất khoảng 225 ngày). Khi Sao Kim bắt kịp Trái Đất và bắt đầu vượt qua Trái Đất thì Sao Kim xuất hiện như một chấm nhỏ nổi bật trên đĩa bề mặt của Mặt Trời. Hiện tượng này chỉ xảy ra trong vòng 6 tiếng 40 phút. Tại Việt Nam , hiện tượng này bắt đầu xảy ra vào lúc Mặt Trời vừa xuất hiện ở chân trời phía Đông và kết thúc vào khoảng 12 giờ trưa ngày 6/6.

>> Xem thêm: Kim tinh: bây giờ hoặc là không bao giờ

Sơ đồ minh họa sao Kim đi ngang Mặt trời vào ngày 5-6/6/2012 tại các nơi trên thế giới. Những nơi có thể nhìn thấy toàn bộ hiện tượng này là Đông Á, Alaska, Đông Úc, các đảo ở Thái Bình Dương và New Zealand. Ảnh: eclipse-maps.com.

Theo đó, Kim tinh sẽ nằm “chính xác” ngay giữa Trái đất và Mặt trời, sao Kim xuất hiện như một dấu chấm đen tí hon so với ánh sáng chói lòa của Mặt trời. Các nhà khoa học đã 7 lần phát hiện hiện tượng này vào những năm 1631, 1639, 1761, 1769, 1874, 1882 và 2004.

Các lần giao hội của Sao Kim và Mặt Trời trong quá khứ:

• 1631: Theo thông tin trên tờ The New York Time (Mỹ), năm 1627, nhà toán học, thiên văn học Johannes Kepler (1571-1630) – người nổi tiếng với định luật chuyển động của thiên thể –đã tính toán sao Kim sẽ đi qua Mặt trời vào năm 1631.
  Tuy nhiên, vào năm 1631, không ai có thể xem thấy được Venus Transit (đó là vì châu Âu không nhìn thấy hiện tượng này, còn những nơi khác trên thế giới có thể xem thấy nhưng những nơi này lại không biết đến khái niệm kính thiên văn).
• 1639: Lần đầu tiên có thể quan sát được hiện tượng Venus Transit vào năm 1639, nhưng trước đó ông Kepler đã không dự đoán ra. Sau này, nhà thiên văn người Anh Jeremiah Horrocks (1618-1641) mới phát hiện lỗi trong những tính toán của ông Kepler. 
• 1761: Ông Edmund Halley (1656-1742) – người được đặt tên cho sao chổi Halley – đã dựa vào hiện tượng Venus Transit xảy ra vào năm 1639 để giải bài toán về tính toán khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời. Ông Halley cho hay sẽ không bao giờ có cơ hội nghiên cứu thực tế hiện tượng Venus Transit khi nó xảy ra lần kế tiếp vào ngày 6/5/1761 và ông kêu gọi các nhà khoa học tiếp tục dựa vào hiện tượng này để giải bài toán nêu trên.
• 1769: Hiệp hội Triết học Mỹ (APS) đã tổ chức 3 địa điểm xem Venus Transit vào ngày 3/6/1769. Trong thời gian này, nhà thiên văn học người Mỹ David Rittenhouse (1732-1796) đã thiết kế kính thiên văn học (ảnh) để quan sát hiện tượng trên.
  
   

Ông Rittenhouse đã kết hợp sử dụng thêm chiếc đồng hồ “xách tay”này tại Đài quan sát Norriton để tính toán thời gian quá trình Venus Transit xảy ra và kết thúc trong bao lâu.



Sơ đồ minh họa thực hiện các phép đo thiên văn khi Venus Transit xảy ra (hình bên dưới, được quan sát tại các đài quan sát thiên văn của ông Rittenhouse) vào năm 1769 và sơ đồ này được công bố trên tạp chí khoa học của nhà xuất bản Hiệp hội Hoàng gia Anh thời đó.

Hình minh họa đôi bạn đang háo hức xem Venus Transit xảy ra năm 1769.

“Kiệt sức và vui mừng, ông Rittenhouse được cho là đã bị ngất sau khi hiện tượng Venus Transit bắt đầu xảy ra”, tờ The New York Times (Mỹ) trích dẫn tâm huyết của ông Rittenhouse dành cho Venus Transit được viện dẫn tại một cuộc triển lãm về Venus Transit diễn ra từ ngày 1-10/6/2012 tại Bảo tàng Hiệp hội Triết học Mỹ.

Trong khi các nhà quan sát tiến hành thực hiện các phép đo thiên văn khi Venus Transit xảy ra năm 1769, thì họ đã gặp phải một trở ngại, đó là “hiệu ứng giọt đen” (black drop effect).

Cụ thể, khi sao Kim bắt đầu đi vào và sau khi đi ra Mặt trời thì “hiệu ứng giọt đen” xảy ra, lúc này dải tối – nối phần đen của bóng sao Kim với phần đen của bầu trời nền bên ngoài rìa Mặt trời – bị kéo giãn ra, sau đó dải tối này biến mất và điều này đã làm cho “độ chính xác” của việc đo đơn vị thiên văn theo phương pháp của ông Halley “mất chính xác”.

Trong ảnh trên là phác thảo những gì đang xảy ra nêu trên do các quan sát viên và thuyền trưởng James Cook (1728-1779) nhìn thấy qua kính thiên văn trong chuyến thám hiểm của ông tới hòn đảo Tahiti ở nam Thái Bình Dương. Lúc đó, ông Cook tính khoảng cách trung bình Mặt trời – Trái đất là 95 x 106 dặm, trong khi thực tế hiện nay đo được 93 x 106 dặm.

• 1882: Một thế kỷ sau đó, giới thiên văn học và người dân biết đến nhiều hơn hiện tượng thiên văn Venus Transit. Trong ảnh là trang bìa của tạp chí nổi tiếng Harper’s Weekly phát hành vào năm 1883, cho thấy trẻ em trên đường phố đang chia sẻ một mảnh kính mờ để xem Venus Transit xảy ra vào năm 1882.

Nhà thiên văn học nổi tiếng người Mỹ Simon Newcomb (1835-1909), làm việc tại Đài quan sát hải quân Mỹ rất quan tâm nghiên cứu hiện tượng Venus Transit xảy ra năm 1882.

Quá trình xảy ra Venus Transit đã được chụp khi ngành nhiếp ảnh ra đời thay vì chỉ là những bản phác thảo so với thời trước. Trong ảnh là bức ảnh chụp Venus Transit năm 1882 bởi nhà thiên văn học David Peck Todd (1855-1939) làm việc tại Đài Quan sát Lick, bang California (Mỹ).

• 2004: Và ngày nay, giới thiên văn học đã sáng chế ra những công cụ thiên văn tiên tiến để xem những hiện tượng thiên văn kỳ thú trong vũ trụ, trong đó có hiện tượng Venus Transit. Trong ảnh bên dưới là vệ tinh Trace của Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã chụp được Venus Transit xảy ra năm 2004.

• 2012: Trong dịp xảy ra Venus Transit ngày 6/6/2012 (giờ Việt Nam), các nhà thiên văn học sẽ thử nghiệm dùng Mặt trăng làm gương phản chiếu cho kính viễn vọng không gian Hubble để quan sát Venus Transit do kính Hubble không thể xem trực tiếp hiện tượng này.

Tại sao giao hội lại quan trọng?

Trong những thế kỷ 17 và 18, giao hội của sao Kim giúp các nhà thiên văn có những đo đạc chính xác đầu tiên về khoảng cách đến mặt trời. Nhiều nhân vật nổi tiếng đã tham gia vào những công việc này, bao gồm cả thuyền trưởng Cook, người đã quan sát giao hội vào năm 1769 ở Tahiti.

Ngày nay, các nhà thiên văn sử dụng giao hội để tìm kiếm hành tinh quay quanh các ngôi sao ngoài hệ mặt trời. Chúng ta gọi những hành tinh này là "hành tinh ngoại".

Làm thế nào chúng ta có thể sử dụng giao hội để tìm các hành tinh khác giống trái đất?

Tưởng tượng chúng ta đang nhìn vào một ngôi sao ở xa có các hành tinh quá nhỏ quay xung quanh mà chúng ta không thể nhìn thấy được. Khi một trong những hành tinh này đi ngang qua giữa chúng ta và ngôi sao - có nghĩa là khi hành tinh giao hội với ngôi sao - ngôi sao mờ đi một ít.

Bằng việc đo đạc độ mờ và thời gian độ mờ ngôi sao, các nhà thiên văn có thể tính toán được khối lượng, kích thước của hành tinh và khoảng cách ngôi sao mẹ.

Điều này cho phép chúng ta biết hành tinh có nhỏ như trái đất hay không và liệu nó có đang nằm ở khoảng cách thích hợp đến từ ngôi sao để nó không quá nóng mà cũng không quá lạnh cho sự sống phát triển.

Chu trình giao hội của sao Kim năm 2004. Những chấm đen là sao Kim ở các thời điểm khác nhau khi nó băng qua mặt trời (Nguồn: Credit: A. Cerezo, P. Alexandre, J. Merchán, and D. Marsán.)

Các nhà thiên văn đóng góp như thế nào để nghiên cứu các hành tinh ngoại?

Các nhà thiên văn đã có những đóng góp to lớn trong nghiên cứu những hành tinh ngoại.

Vào những năm 1970 và 1980, Gordon Walker và Bruce Campbell đã lần đầu tiên phát triển thành công kỹ thuật tìm kiếm hành tinh ngoại xung quanh các sao giống mặt trời.

Nhà thiên văn người Canada David Charbonneau đã là người đầu tiên phát hiện ra hành tinh ngoại đang giao hội - sử dụng kính thiên văn 10 cm giống như bạn có thể có!

Tiến sĩ Charbonneau cũng là thành viên của nhóm nghiên cứu đầu tiên phát hiện tầng khí quyển của một hành tinh ngoại, là chìa khóa quan trọng để tìm kiếm các hành tinh ngoại mà có thể có sự sống.

Cảm hứng nghiên cứu khí quyển của các hành tinh ngoại đến từ Dimitar Sasselov là học trò của Sara Seager tại đại học Toronto. Jason Rowe đã giúp đỡ nhóm tìm kiếm hành tinh bằng kính thiên văn không gian Kepler hiện đã xác định được 61 hành tinh ngoại và tìm ra hơn 2300 ứng cử viên khác.

Nhà thiên văn của đại học Toronto Ray Jayawardhana và cựu sinh viên Bryce Crolll đang sử dụng các kính thiên văn trên mặt đất để đo đạc thành phần hóa học của các hành tinh ngoại.

Một nhóm người Canada gồm Christian Marois, David Lafreniere, Rene Doyon, và Bruce Macintosh, đã chụp được bức ảnh thực tế đầu tiên của hệ các hành tinh ngoại.

Tiến sĩ Jayawardhana, tiến sĩ Lafreniere và Marten van Kerkwijk của đại học Toronto đã công bố bức ảnh đầu tiên của một hành tinh ngoại quanh một ngôi sao giống như mặt trời.

Tương lai nào cho việc khám phá hành tinh ngoại?

Ngày nay, các nhà thiên văn tại Viện thiên văn và vật lý thiên văn Dunlap (DI) tại đại học Toronto đang xây dựng kính thiên văn tại vùng thượng cự bắc Canada.

Họ hy vọng sẽ tận dụng được đêm dài và bầu trời trong veo bắc cực để xác định nhiều hành tinh ngoại mới đang giao hội.

Nhóm Canadian và Mỹ dẫn đầu bởi tiến sĩ Macintoh và giám đốc viện DI James Graham đang chế tạo máy chụp hình tinh Gemini (GPI), camera tiên tiến nhất từng được chế tạo hiện nay để chụp ảnh và phổ của các hành tình ngoại. Phần lớn GPI được chế tạo tại Viện vật lý thiên văn Herzberg tại Victoria.

Sao Kim giao hội với Mặt trời vào tháng 6 năm 2004 và tháng 6 năm 2012

Có thể bắt đầu quan sát hiện tượng này vào ngày 6/6/2012 tại một số nơi:

(Nguồn: transitofvenus)

Đường cong này chỉ ra độ mờ của ánh sáng từ ngôi sao GJ 1214 khi nó giao hội bởi một hành tinh ngoại siêu trái đất.

Sử dụng kính để quan sát giao hội như thế nào cho an toàn?

Khuyến cáo: Đừng bao giờ nhìn lên mặt trời mà không mang các thiết bị bảo vệ mắt! Rất dễ bị thương nặng và thậm chí có thể bị mù mắt.

Các tấm lọc mặt trời tự chế ở nhà hoặc không được kiểm tra, ví dụ kính chống khói, các tấm film đã rửa, hoặc đĩa CD đều không an toàn, vì những thiết bị này không bảo vệ chống lại các tia cực tím và tia hồng ngoại có hại.

Kính quan sát giao hội sao Kim, nhật thực hay các hiện tượng tương tự được chế tạo từ vật liệu tráng nhôm 2 lớp chống trầy xước có thể lọc được 99,999% bức xạ mặt trời, bao gồm cả các tia có hại như tia cực tím và tia hồng ngoại. Những kính này chỉ dùng để quan sắt bằng mắt thường.

Trước khi quan sát mặt trời, luôn phải kiểm tra kính quan sát của bạn. Đưa chúng lên quan sát một nguồn sáng nhân tạo nào đó và tìm xem có lỗ thủng, vết trầy xước hay vết mòn nào không. ‎

Nếu bề mặt bị hư hỏng, thì đừng dùng kính đó để nhìn lên mặt trời. Bảo quản các phần quang học của kính quan sát giữ chúng cách xa nơi ẩm bụi hay các vật thể sắc nhọn.

Điền Quang - thuvienvatly.com

Nguồn tham khảo:

1) Báo VietNamNet

2) Báo  VnExpress

Bài trước | Bài kế tiếp