Thứ Hai, ngày 24 tháng 6 năm 2013

Có ngôi sao mang tên cô gái Việt


Một bài báo cũ, đọc lại thấy khả năng diễn nôm các khái niệm vật lý thiên văn khá phức tạp của mình khá chuẩn :)

Thắc mắc về chuyện tại sao NASA lại tốn nhiều công sức và tiền bạc đến như vậy để thực hiện cho được việc bắn phá sao chổi Tempel vào ngày 4.7.2005 đã khiến tôi vào internet tìm kiếm thông tin, và bất ngờ phát hiện ra một điều lý thú: trên bầu trời đêm có một ngôi sao lấp lánh ở đâu đó mang tên “5430 Luu” - tên của một nhà thiên văn nữ người Mỹ gốc Việt.
Nhà thiên văn Jane Lưu ở Trung tâm vật lý thiên văn Smithsonian thuộc Đại học Harvard.
Nhà thiên văn David Jewitt vào năm 1992 đã cùng với Jane Lưu phát hiện ra thiên thể đầu tiên chứng minh được sự tồn tại của vành đai Kuiper ngoài rìa Thái dương hệ vốn trước đó chỉ tồn tại trên lý thuyết từ năm 1951.
Nhà thiên văn học Hà Lan Gerard Kuiper (1905-1973) từ năm 1951 đã đưa ra lý thuyết về sự tồn tại của vành đai thiên thể ngoài rìa Thái dương hệ sau này, được mang tên ông - vành đai Kuiper. Nhưng phải chờ đến phát hiện của Jane Lưu và David Jewitt năm 1992 thì lý thuyết của Kuiper mới được chứng minh.
Những thiên thạch đủ kích cỡ lớn nhỏ trong vành đai Kuiper



Vào trang tìm kiếm Google.com, gõ “Jane Luu”, các bạn sẽ có hơn 9.000 kết quả liên quan và tất cả đều dẫn đến sự thông báo một khám phá làm thay đổi hoàn toàn nhận thức của các nhà khoa học về sự hình thành của Thái dương hệ. Cuộc bắn phá sao chổi của NASA vừa qua cũng xuất phát từ khám phá này của nhà thiên văn nữ tên Việt là Lưu Lệ Hằng.

Vành đai Kuiper Belt

Vành đai thiên thạch Kuiper ngoài rìa Thái dương hệ qua thể hiện của hoạ sĩ cơ quan NASA
Năm 1951, nhà thiên văn người Hà Lan Gerard Kuiper đã dự báo về sự tồn tại của một "vành đai thiên thạch" ở khoảng xa hơn cả sao Hải vương (Neptune) trong Thái dương hệ. Tuy vậy, thời đó rất ít nhà khoa học hưởng ứng giả thuyết này của Kuiper. "Vành đai Kuiper" (Kuiper Belt) mang tên nhà thiên văn này thời đó vẫn chỉ được coi như một giả thuyết. Bây giờ, với những kiến thức thiên văn mới mà nhìn lại, thì dự báo của Gerard Kuiper khá dễ hiểu, tuy nhiên vào thời kỳ ấy, thì đó là một sự nhạy cảm kỳ lạ của Gerard Kuiper về sự hình dung chính xác quá trình tạo thành của một hệ Thái dương lặng lẽ, nhỏ bé trong vũ trụ mênh mông.

Hãy hình dung, cách nay 4,5 tỉ năm, một đám bụi vũ trụ đã tách ra khỏi đám bụi lớn thiên hà và tiếp tục xoáy tròn. Ở tâm đám mây bụi, vật chất tập trung đậm đặc dần và cũng giống như nguyên tắc hình thành giọt mưa trong các đám mây hơi nước, những tích tụ các hạt bụi lớn dần đến khi đủ lực hấp dẫn thì chúng càng thu hút các hạt vật chất để trở nên ngày càng lớn, từ đó hình thành nên một mặt trời ở trung tâm và các hành tinh khác quay chung quanh. Tất cả các “phản ứng” thu hút từ lực hấp dẫn để tạo nên mặt trời và các hành tinh đều xảy ra ở trung tâm của đám bụi ấy. Gerard Kuiper đã rất nhạy cảm khi “hình dung” rằng vẫn còn rất nhiều những “hạt bụi” khác, ở ngoài rìa của đám bụi đã không tham gia vào quá trình tạo thành Thái dương hệ, và chúng cũng không bị mặt trời và các hành tinh hút vào, chúng vẫn tồn tại ở ngoài biên Thái dương hệ. Và do tồn tại trong môi trường cực lạnh, ở đó mặt trời cũng chỉ lấp lánh như một vì sao, không bị phản ứng với các điều kiện hoá học, nhiệt học và cả cơ học như vật chất trên mặt trời và các hành tinh nên có thể nói, chúng chứa toàn bộ thông tin về nguồn gốc, sự tạo thành Thái dương hệ.

Gerard Kuiper cũng đã rất nhạy cảm khi tiên đoán rằng sao chổi chính là sứ giả của thế giới lạnh lẽo và xa tít ấy. Các thiên thạch thì thường khô khốc, cớ sao sao chổi lại chứa quanh nó nước đóng băng và nhiều chất khí khác để khi lao về phía mặt trời, tất cả bốc hơi, bị gió mặt trời thổi bạt về một phía thành cái chổi rực rỡ trên bầu trời vài hôm rồi sau đó lại biến mất về một nơi xa xôi nào đó? Chỉ có thể phỏng đoán rằng Thái dương hệ của chúng ta, trong phạm vi lực hấp dẫn của mặt trời, vẫn còn một khối lượng rất lớn vật chất nữa chìm trong đêm tối. Và nó đang lưu giữ những bí mật thuở sơ khai của Thái dương hệ chúng ta, cuộc sống chúng ta!

Và sự khám phá của Jane Lưu


Thiên thể băng giá 2002 LM60 mang biệt danh “Quaoar” trong vành đai Kuiper do Jane Lưu và David Heitt phát hiện ra năm 2002. Với đường kính 130km (bằng phân nửa Diêm vương tinh), Quaoar nằm cách Trái đất 6,5 tỉ km và là vật thể xa nhất trong Thái dương hệ mà kính thiên văn Hubble có thể chụp ảnh được
Thế nhưng, suốt trong nhiều năm từ 1951 cho đến 1987, chẳng có mấy ai quan tâm đến giả thuyết Kuiper Belt cho đến khi Jane Lưu tốt nghiệp đại học và làm nghiên cứu sinh ở trường đại học MIT ở bang Massachusetts, Hoa Kỳ. Và ngay từ năm thứ nhất cô đã bị Kuiper Belt thu hút. Jane Lưu kể lại: “Lúc ấy, mọi người nói với chúng tôi là Kuiper Belt là một ý tưởng hoang đường, và chính vì thế, chúng tôi không được hỗ trợ, giúp đỡ cho việc tìm kiếm Kuiper Belt”. Cô và vị cố vấn của mình là David Jewitt đã tự bỏ tiền túi ra để tiến hành những bước đầu tiên cho công cuộc kéo dài suốt 10 năm sau đó.

TS Jane Lưu cho biết, muốn đến làm việc ở một đài thiên văn thì phải có kế hoạch cụ thể, phải được nhà trường duyệt và có kinh phí tài trợ nghiên cứu rồi đăng ký... giành chỗ với đài để được xếp lịch trước hàng năm. Hết lặn lội tới đài thiên văn có tới 9 kính viễn vọng cao cấp trên núi lửa đã tắt Mauna Kea ở Hawaii, Jane Lưu lại sang núi Hopkins ở bang Arizona (Mỹ), thậm chí qua cả Chile lên núi Cerro Tololo... Có ở trong ngành mới hiểu cái nhọc nhằn của những chuyến đi ấy. Chỉ với Hawaii, Jane Lưu phải sang đó một năm ba lần, mỗi lần lên núi chừng bốn, năm đêm. Do núi Mauna Kea cao tới 4.000m, không khí trên đó loãng hơn so với bên dưới nên đi bộ hay leo cầu thang cũng thấy mau mệt hơn...

"Đêm đầu tiên là mệt nhất vì phải làm quen trở lại với độ cao, nên thường chúng tôi phải nghỉ để chuẩn bị cho các đêm sau” - TS Jane Lưu kể. “Mỗi đêm quan sát thường bắt đầu từ khoảng 17-18g, mùa hè thường bắt đầu trễ hơn. Chúng tôi quan sát, chụp ảnh các thiên thể, xem kết quả trên máy tính. Tới khoảng 2g sáng, chúng tôi thường tạm nghỉ một lát để sau đó tiếp tục công việc ít ra là tới 7g sáng. Sau đó, thu xếp máy móc, vật dụng và... ngủ. Do độ cao của đỉnh Mauna Kea, thật tình rất khó ngủ ngon vì thiếu ô-xy. Giỏi lắm, chỉ chợp mắt được bốn, năm tiếng là cùng...".

Khi mặt trời thức dậy thì cô xuống núi, trở về trại, và ở đó cô phân tích các dữ kiện được khám phá trong đêm qua và rồi chìm vào giấc ngủ, để khi mặt trời lặn, lại tiếp tục leo lên núi tìm kiếm những ngôi sao, những vì thiên thạch trên thế giới vũ trụ còn vô vàn điều kỳ bí. Các kính thiên văn cứ đêm ngày dõi vào từng điểm một trên bầu trời sao. Các điểm sáng vời vợi kia thì như bất động. Chụp điểm ấy năm nay, sang năm cũng điểm ấy chụp lại, hai bức ảnh chồng lên trùng khít vào nhau. Công việc cứ thế tái diễn. Và bỗng một hôm, có một điểm sáng không trùng khít với vị trí đã từng chụp ảnh trước kia! Có nghĩa là nó đã di chuyển sang chỗ khác sau một thời gian! Có nghĩa nó là một hành tinh mới!

Và đêm 30.8.1992, tại Đài thiên văn Mauna Kea ở Hawaii (Mỹ), Jane Lưu và David Jewitt đã phát hiện ra thiên thể đầu tiên của vành đai Kuiper. Do cả hai đều là fan của nhà văn John Le Carre, họ gọi thiên thể này là "Smiley" - theo tên nhân vật gián điệp trong tiểu thuyết của ông. Tuy vậy, do trước đó Hiệp hội Thiên văn quốc tế đã chấp thuận cái tên "Smiley" với một thiên thể khác ("1613 Smiley") nên mãi mãi thiên thể đầu tiên được phát hiện trong vành đai Kuiper sẽ không có tên gọi mà chỉ mang ký hiệu "(15760) 1992 QB1".

Bất kể tên gọi là gì, sự kiện thiên thể "15760" được phát hiện đã khẳng định sự có mặt thật sự của vành đai Kuiper ở rìa Thái dương hệ. Từ đó, giới thiên văn học đổ xô vào nghiên cứu vành đai Kuiper và tin rằng đó là nơi xuất phát của các sao chổi, và là vật chất còn lại từ quá trình hình thành Thái dương hệ. Cách Mặt trời khoảng bảy tỉ km, vành đai Kuiper là vùng hình đĩa trải dài từ sao Hải vương ra phía ngoài, vượt qua cả sao Diêm vương (Pluto).

Chưa chịu dừng lại với "15760", TS Jane Lưu tiếp tục nghiên cứu vành đai Kuiper. Tháng 10.1996, tạp chí L’Événement du Jeudi (Pháp) loan tin: hai nhà thiên văn học Jane Lưu và David Jewitt của Mỹ đã phát hiện một thiên thể di chuyển trên một quỹ đạo hình ê-líp rất dài. Thiên thể này đã nhanh chóng được ghi nhận vào danh mục của Hiệp hội Thiên văn quốc tế với tên gọi “1996TL66”. Sau nhiều tháng tính toán, các kết quả nghiên cứu về nó đã được công bố trên tạp chí Nature nổi tiếng: đó là một thiên thể thuộc Thái dương hệ, sáng nhất kể từ sau khi các nhà khoa học khám phá sao Diêm vương vào năm 1930!

Nhanh chóng sau đó, các nhà khoa học đã gần như thừa nhận rằng, Thái dương hệ của chúng ta vẫn còn một khối lượng, ước chừng 200 triệu thiên thạch và hành tinh nhỏ với tổng khối lượng có thể còn lớn hơn cả khối lượng vật chất của mặt trời và 9 hành tinh đã biết, chìm trong vùng tối cách mặt trời 100AU (AU là đơn vị thiên văn lấy khoảng cách từ mặt trời đến trái đất làm đơn vị).

Trước đây, khi phát hiện ra Pluto (Diêm vương tinh, hành tinh thứ 9 tính từ mặt trời) các nhà khoa học không thể giải thích được tại sao nó lại có một quỹ đạo “không giống ai” so với các hành tinh khác trong hệ mặt trời. Và nay thì các nhà thiên văn tin là thật ra Pluto có thể cũng chỉ là một vì thiên thạch quá khổ trong dãy Kuiper Belt mà thôi. Khám phá của nhà thiên văn nữ người Mỹ gốc Việt đã đi vào lịch sử những phát hiện lớn của nhân loại.
Hồ Trung Tú

Jane Lưu thời còn là sinh viên Đại học Stanford.
Jane Lưu sang Mỹ năm 1975 khi còn là cô bé Lưu Lệ Hằng 12 tuổi. Cô theo học Đại học Stanford và tốt nghiệp năm 1984. Ngoài 30 thiên thể phát hiện chung với đồng nghiệp, Jane Lưu còn phát hiện riêng cho mình một thiên thể khác trong vành đai Kuiper, và Hiệp hội Thiên văn quốc tế đã đồng ý lấy tên cô đặt cho hành tinh bé ấy: “5430 Lưu”. Và cô đã được tặng giải thưởng Annie J. Cannon Award in Astronomy vào năm 1991.

Năm 1994, TS Jane Lưu được công nhận giáo sư tại khoa thiên văn Đại học Harvard, và là một trong số các giáo sư trẻ nhất của trường đại học nổi tiếng này ở Mỹ. Năm 1995, nhân sự kiện nhật thực toàn phần có thể được quan sát rõ nhất tại Việt Nam, lần đầu tiên cô đã trở về quê hương và dự cuộc Gặp gỡ Việt Nam cùng với hơn 200 nhà vật lý thiên văn và vật lý hạt cơ bản nổi tiếng từ 25 nước, lần II tổ chức ở TP.HCM năm ấy. Trong nước lúc ấy chẳng mấy ai biết tên cô đã được đặt cho một ngôi sao nhấp nháy trên bầu trời mỗi đêm! Hiện nay, Jane Lưu đã thôi việc khám phá, tìm kiếm những vì sao và chuyển sang làm chuyên gia kỹ thuật tại Lincoln Laboratory thuộc Viện công nghệ MIT
----
.
Đọc toàn bộ bài trên Khám Phá số 14 ra ngày 3.10.2005

1 nhận xét:

  1. ngưỡng mộ cô gái quá, mình cũng đang tự làm 1 chiếc kính thiên văn khá thú vị

    Trả lờiXóa