Năm 1888, nhà thiên văn học Simon Newcomb đã thốt lên những lời ngày nay nghe mà hổ thẹn, “Có lẽ chúng ta đang ở gần giới hạn của mọi cái chúng ta có thể biết về thiên văn học”. Đấy là một thời kì ngay trước khi người ta nhận ra những tinh vân ở xa là những thiên hà độc lập, trước khi có thuyết tương đối hẹp và thuyết đối rộng của Einstein, và là một thời kì khi mà một chất giả thuyết gọi là aether được cho là có mặt khắp vũ trụ.
Newcomb sẽ không hình dung nổi nền thiên văn học ngày nay. Các đài thiên văn hiện đại bao quát toàn bộ phổ điện từ và đang dần vén màn những bí ẩn của một vũ trụ vừa kì lạ vừa tuyệt diệu. Các nhà thiên văn học hiện đại hiếm khi ngắm vũ trụ qua thị kính, họ làm thế với những thiết bị lạ lùng hơn nhiều. Sau đây là giới thiệu một số đài thiên văn mặt đất thuộc loại độc đáo nhất đang hoạt động hiện nay. Chúng đang không ngừng mở rộng kiến thức của chúng ta về vũ trụ mà chúng ta đang cư trú.
VERITAS: Nằm tại Đài thiên văn Fred Lawrence Whipple ở miền nam bang Arizona nước Mĩ, Hệ Ma trận Kính thiên văn Ghi ảnh Bức xạ Năng lượng Rất cao (VERITAS) là một đài thiên văn được thiết kế để quan sát các tia gamma năng lượng cao. Nó gồm bốn kính thiên văn phản xạ khẩu độ 12m, mỗi kính gồm 350 ô gương nhấp nháy. Mỗi ma trận VERITAS có trường nhìn 3,5 độ và cơ sở đã đi vào hoạt động trọn vẹn vào năm 2007. VERITAS được khai thác để nghiên cứu các nhân thiên hà hoạt động, các vụ nổ tia gamma, và pulsar Tinh vân Con cua.
Bốn chiếc kính thiên văn tia gamma trong ma trận VERITAS
IceCube: IceCube là một máy dò neutrino đặt tại Trạm Nam Cực Amundsen-Scott ở Nam Cực. IceCube quan sát các tương tác neutrino bằng cách sử dụng hàng nghìn bộ nhân quang lơ lửng ở độ sâu 2,45 km bên dưới nền băng Nam Cực. Với tổng cộng 86 dây máy dò hoàn tất vào năm 2011, IceCube hiện nay là đài thiên văn neutrino lớn nhất thế giới và là một bộ phận của Hệ thống Cảnh báo Sớm Sao siêu mới trên quy mô toàn cầu. IceCube cũng sẽ bổ sung cho dữ liệu WMAP và Planck và thật sự có thể “nhìn thấy” tác dụng của Mặt trăng chắn muon tia vũ trụ.
Nhìn xuống một trong những lỗ khoan của máy dò IceCube
Kính thiên văn Gương Lỏng: Là một trong những thiết kế quang lạ trong thế giới thiên văn học, kính thiên văn gương lỏng sử dụng một cãi đĩa thủy ngân lớn đang quay tròn để tạo ra một cái gương parabol. Thiết kế này tiết kiệm chi phí nhưng thật sự có nhược điểm là phải hướng thẳng lên thiên đỉnh trong khi một vạt trời trôi qua phía trên đầu. NASA đã triển khai một kính thiên văn gương lỏng 3m là một bộ phận của đài thiên văn Rác Quỹ đạo của họ đặt ở gần Cloudcroft, New Mexico, từ năm 1995 đến 2002. Một chiếc kính thiên văn gương lỏng lớn nhất thế giới (và là chiếc kính thiên văn quang học lớn thứ 18 trên thế giới) là Kính thiên văn Zenith Lớn 6m ở trung tâm nghiên cứu Malcolm Knapp thuộc trường Đại học British Columbia.
Chiếc kính thiên văn gương lỏng tại Đài thiên văn Rác Quỹ đạo của NASA
LIGO: Được thiết kế để dò tìm sóng hấp dẫn tới gây ra bởi những sự hợp nhất pulsar-lỗ đen, Đài thiên văn Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (LIGO) gồm hai cơ sở với một cơ sở tại Hanford, Washington và cơ sở kia ở Livingston, Louisiana, Mĩ. Mỗi máy dò gồm một cặp cánh tay giao thoa kế Fabry-Pérot dài 2 km và đo một chùm laser chiếu qua chúng với độ chính xác cực cao. Hai giao thoa kế tách biệt về mặt địa lí là cần thiết để tách li sự giao thoa có nguồn gốc địa cầu đồng thời cung cấp một hướng của sóng hấp dẫn tới trên thiên cầu. Cho đến nay, LIGO chưa đo được tín hiệu sóng hấp dẫn nào, nhưng người ta nói việc phát hiện sẽ mở ra một hướng đi hoàn toàn mới cho thiên văn học.
Ảnh toàn cảnh LIGO ở Hanford
Ma trận Đường cơ sở Rất dài: Một loạt gồm 10 kính thiên văn vô tuyến với độ phân giải kích cỡ của một lục địa, Ma trận Đường cơ sở Rất dài (VLBA) sử dụng các đài thiên văn trên lục địa Bắc Mĩ, Saint Croix trên quần đảo Virgin thuộc Mĩ, và Mauna Kea ở Hawaii. Đây là giao thoa kế vô tuyến dài nhất trên thế giới với đường cơ sở lên tới hơn 8600 km và độ phân giải dưới một milli giây cung ở bước sóng 4 đến 0,7 cm. VLBA được sử dụng để nghiên cứu các siêu maser H2O trong các lõi thiên hà hoạt động và đo vị trí cực kì chính xác và chuyển động riêng của các sao và thiên hà.
Một anten VLBA trên quần đảo Virgin
LOFAR: Nằm ngay phía bắc của thị trấn Exloo ở Hà Lan, Ma trận vô tuyến Tần số Thấp (LOFAR) gồm 25.000 anten với tiết diện thu gom hiệu dụng 300.000 mét vuông. Như vậy, LOFAR là một trong những kính thiên văn vô tuyến đơn liên kết lớn nhất hiện nay. LOFAR còn là một minh chứng khái niệm cho thiết bị hậu duệ cuối cùng của nó, Ma trận Kilomet Vuông (SKA) được hợp tác xây dựng ở Nam Phi, Australia và New Zealand. Những dự án then chốt sử dụng LOFAR bao gồm các khảo sát ngoài thiên hà, nghiên cứu về bản chất của tia vũ trụ và các nghiên cứu thời tiết vũ trụ.
Đài thiên văn Pierre Auger: Một đài thiên văn tia vũ trụ đặt tọa lạc tại Malargüe, Argentina, Đài thiên văn Pierre Auger hoàn tất vào năm 2008. Thiết bị độc đáo này gồm 1600 bể nước dò bức xạ Cherenkov phân tán trên 3000 km2 dọc theo bốn máy dò huỳnh quang. Những kết quả thu từ Pierre Auger đưa đến một khám phá ra mối liên hệ khả dĩ giữa một số sự kiện năng lượng cao nhất đã từng quan sát thấy và những lõi thiên hà hoạt động.
Một trong những máy dò bể nước tại đài thiên văn Pierre Auger
GONG: Hướng mắt lên Mặt trời là mục tiêu của Nhóm Mạng Dao động Toàn cầu, một mạng lưới toàn cầu gồm sáu kính thiên văn mặt trời. Được thiết lập từ một khảo sát ban đầu gồm 15 địa điểm vào năm 1991, GONG cung cấp số liệu trực tiếp tán dương các nỗ lực mặt đất nhằm theo dõi Mặt trời cùng với SDO, SHO, và phi thuyền STEREO A & B. Các nhà khoa học GONG còn có thể theo mõi phía bên kia mặt trời bằng cách sử dụng nhật chấn học.
Lắp đặt GONG ở đài thiên văn Cerro Tololo Interamerican, Chile
Ma trận Kính thiên văn Allen: Tọa lạc tại Hat Creek cách San Francisco 470 km về phía đông bắc, ma trận này lúc hoàn tất sẽ gồm 350 anten vô tuyến Gregorian sẽ phục vụ cho các nghiên cứu tìm kiếm trí thông minh ngoài địa cầu, SETI. 42 anten đã đi vào hoạt động trong năm 2007, và một đợt cắt giảm ngân quỹ trong năm 2011 đã khiến dự án bị treo cho đến khi mục tiêu tài chính sơ bộ 200.000 USD được đáp ứng vào tháng 8 năm 2011.
Một phần của Ma trận Kính thiên văn Allen
Đài thiên văn Tia vũ trụ YBJ: Nằm cao trên cao nguyên Tây Tạng, Đài thiên văn Quốc tế Tia vũ trụ Yangbajing là một dự án hợp tác Nhật Bản-Trung Quốc. Giống hệt như Pierre-Auger, Đài thiên văn tia vũ trụ YBJ sử dụng các chất phát sáng nhấp nháy phân tán theo các camera tốc độ cao để quan sát các tương tác tia vũ trụ. YBJ quan sát bầu trời liên tục trong vùng tia vũ trụ và đã thu được nguồn phát từ pulsar tinh vân Con cua và tìm thấy một tương quan giữa từ trường mặt trời và từ trường liên hành tinh và “cái bóng tia vũ trụ” của riêng Mặt trời. Kính thiên văn vô tuyến 3m KOSMA cũng đã được chuyển từ Thụy Sĩ sang đài thiên văn YBJ ở Tây Tạng.
Nguồn: David Dickinson (Universe Today)
![[Ảnh] Sao chổi Lovejoy trên đài thiên văn Paranal](/bai-viet/images/2012/01/img_9800-gblanchard900.jpg)
