Hình ảnh siêu sắc nét chụp sao Hải Vương từ Trái đất

Kính thiên văn Rất lớn (VLT) của Đài Quan sát Nam Châu Âu (ESO) vừa thu nhận được những tia sáng đầu tiên sau khi kích hoạt chế độ quang học thích ứng mới. Ở lần thử nghiệm này, kính đã chụp Sao Hải Vương, một số cụm sao cùng vài thiên thể khác. Kết quả cho ra rất ấn tượng và là một điều khó có thể thực hiện được đối với các đài quan sát trên mặt đất.

Công cụ MUSE trước đây vốn hoạt động trong quan sát qua bước sóng hẹp cùng module quang học GALACSI, giờ đã có thể áp dụng công nghệ mới này mà điều chỉnh sự hỗn loạn trong quan sát khi nhìn qua lớp khí quyển đầy nhiễu động của Trái Đất.

Kể từ bây giờ, VLT từ mặt đất đã có thể quan sát rõ hơn qua bước sóng quang học với hình ảnh nhận được là sắc nét ngang ngửa với Kính Viễn vọng Không gian Hubble của NASA đang bay ở quỹ đạo Trái Đất. Sự kết hợp giữa công nghệ tân tiến cùng phổ quan sát rộng của MUSE cho phép các nhà thiên văn quan sát được các thiên thể với độ chi tiết cao hơn so với trước đây, từ đó phân tích được đặc tính của chúng.

Hình ảnh hành tinh sao Hải Vương được chụp qua công nghệ mới đang được thử nghiệm của kính VLT bằng thiết bị MUSE và GALACSI. Hình ảnh được chụp từ bề mặt của Trái Đất nhưng có độ sắc nét có thể so sánh với hình ảnh được chụp ngoài không gian bởi Kính Viễn vọng Không gian Hubble. (Hình ảnh: ESO/P. Weilbacher (AIP).

MUSE hay Thiết bị khảo sát Quang phổ Đa đơn vị là một thiết bị được đính kèm trên kính VLT, nó hoạt động cùng module quang học GALACSI và tạo thành Hệ thống Định hướng các Ngôi sao bằng Laser hay viết tắt là 4LGSF. MUSE là thiết bị đầu tiên được áp dụng công nghệ mới này và giờ nó có hai chế độ quang học để linh hoạt thay đổi, là chế độ quan sát phổ rộng và quan sát phổ hẹp.

Trước đây, thiết bị MUSE quan sát qua vùng quang phổ rộng cùng GALACSI có thể hiệu chỉnh được những hiệu ứng gây ra bởi nhiễu loạn không khí ở cao trên 1km so với kính, nghĩa là một trường quan sát góc rộng sẽ được điều chỉnh để không còn bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu động của lớp không khí bên trên nữa.

Nhưng giờ đây, MUSE sử dụng công nghệ laser để khảo sát và hiệu chỉnh cho chính xác vùng trời ở bên trên để không bị sự nhiễu động của không khí gây ảnh hưởng, công nghệ này tạo ra hình ảnh sắc nét hơn so với công nghệ trước đó do đã loại trừ những nhiễu động, nhưng chỉ thực hiện được ở một vùng trời nhỏ.

So sánh hình ảnh chụp sao Hải Vương giữa việc chụp qua chế độ quang học thích ứng mới và không chụp qua chế độ đó. (Hình ảnh: ESO/P. Weilbacher (AIP)).

So sánh hình ảnh chụp sao Hải Vương qua chế độ quang học thích ứng mới của VLT và bởi Kính Viễn vọng Không gian Hubble. Chú ý rằng, thời gian chụp ảnh là khác nhau nên bề mặt của hành tinh khi hướng về Trái Đất và xuất hiện trong hình ảnh này cũng khác nhau. (Hình ảnh: ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, và M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)).

Với công nghệ này, kính UT4 (một trong bốn kính tạo nên hệ thống kính VLT) với đường kính của gương kính là 8 mét, sẽ đạt được đến mức cao nhất về lý thuyết về hình ảnh nhận được và sẽ không bị mờ nhòe do sự không ổn định của các lớp không khí trong khí quyển.

Quang học thích ứng là một kỹ thuật được phát triển để cân bằng và điều chỉnh cho những sự nhiễu, nhòe bị gây ra do các lớp không khí di chuyển khác nhau trong bầu khí quyển của Trái Đất. Ánh sáng từ các ngôi sao hay những thiên thể xa sẽ bị bóp méo khi ánh sáng của nó đi qua các lớp không khí hỗn loạn, dẫn đến sai sót trong kết quả đo đạc.

Hình ảnh chụp cụm sao cầu NGC 6388 qua chế độ quang học thích ứng mới của VLT. Hình ảnh bên trái được chụp bởi thiết bị MUSE qua vùng quang phổ rộng mà không qua công nghệ mới, hình ảnh ở giữa là phần phóng to một khu vực trong hình ảnh bên trái, và hình ảnh bên phải là hình được chụp bởi thiết bị MUSE trong vùng quang phổ hẹp nhưng có bật chế độ quang học thích ứng mới. (Hình ảnh: ESO/S. Kammann (LJMU)).

Để công nghệ này có thể được thực hiện, một cột chiếu sáng laser với ánh sáng cam với đường kính 30cm lên thẳng bầu trời và tạo thành một ngôi sao giả, kích thích các natri nguyên tử trong khí quyển. Hệ thống quang học thích ứng sẽ sử dụng ánh sáng này để xác định sự nhiễu động đang có trong khí quyển và tính toán hiệu chỉnh hàng ngàn lần mỗi giây, từ đó giúp ổn định ánh sáng nhận được từ thiên thể.

Công nghệ mới này sẽ là bước tiến quan trọng giúp các kỹ sư và nhà thiên văn học trong việc quan sát được rõ ràng hơn và phân tích được chính xác hơn các đặc tính của thiên thể. Hình ảnh đầu tiên được chụp chính là hình ảnh bạn đang xem, và bạn biết mình có thể trông chờ được những gì từ công nghệ này rồi đó.

• Phát hiện những đặc điểm mới của Sao Hải Vương
• Tìm lại được mặt trăng mất tích của sao Hải Vương