Sáng 7-3-2009, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã phóng thành công kính viễn vọng trên quỹ đạo Kepler từ sân bay vũ trụ tại mũi Canaveral (Florida). Sự kiện này từ lâu đã thu hút được sự chú ý đặc biệt trên các phương tiện truyền thông đại chúng vì một lý do duy nhất: Kepler sẽ đảm trách sứ mạng tìm kiếm các hành tinh tương tự trái đất trong khoảng không bao la của vũ trụ…
Những căn cứ khoa học
Kính viễn vọng không gian Kepler
Để phát hiện những hành tinh có điều kiện giống trái đất nằm ngoài Thái dương hệ, kính viễn vọng Kepler sẽ sử dụng một phương pháp gọi là “phương pháp quá cảnh”.
Theo đó, khi một hành tinh di chuyển theo quỹ đạo quanh một ngôi sao của mình, nó sẽ che bớt một phần bức xạ từ ngôi sao đó. Kính viễn vọng mới sẽ có nhiệm vụ tìm kiếm những ngôi sao nhấp nháy kiểu này, phân tích các tham số của chúng để rút ra các đặc tính của những hành tinh cần quan tâm.
Cụ thể là theo tần số dao động của độ sáng có thể xác định chu kỳ quay của hành tinh và độ cao quỹ đạo của nó. Những thông tin này cùng với dữ liệu về nhiệt độ của ngôi sao sẽ giúp các nhà bác học tính ra độ nóng của hành tinh.
Ngoài ra, khi biết được về độ dài của quỹ đạo, các nhà thiên văn học theo định luật thứ 3 của Kepler (cũng là tên nhà bác học dùng để đặt cho kính viễn vọng mới này) có thể biết được khối lượng của hành tinh. Còn số lượng bức xạ của ngôi sao bị đang hành tinh che phủ sẽ giúp các nhà nghiên cứu có được thông tin về kích thước.
Trong chiến dịch tìm kiếm đầy tham vọng này, các nhà khoa học quan tâm trước hết tới những hành tinh có kích thước không quá lớn, xoay quanh “vùng sự sống” của các ngôi sao. Định nghĩa “vùng sự sống” ý nói tới khoảng không gian hẹp xung quanh ngôi sao mà hành tinh dịch chuyển qua, về mặt lý thuyết có khả năng thuận lợi cho sự tồn tại của các sinh vật tương tự như trên trái đất.
Trong trường hợp các ngôi sao tương tự mặt trời (được các nhà khoa học ưu tiên nghiên cứu đầu tiên), “vùng sự sống” sẽ nằm trong khoảng cách 1 đơn vị thiên văn - có nghĩa là khoảng cách từ hành tinh đó tới ngôi sao sẽ tương tự như khoảng cách từ trái đất của chúng ta tới mặt trời.
Những hy vọng đối với Kepler
Trên danh nghĩa, có thể cho rằng “phương pháp quá cảnh” là đặc biệt lý tưởng cho việc tìm kiếm các thế giới mới. Nhưng vì nhiều lý do, các nhà khoa học nhờ phương pháp này mới chỉ tìm ra được gần 15% số hành tinh có khả năng gần giống trái đất (thiên văn học vào thời điểm hiện tại đã biết được gần 350 hành tinh quay xung quanh các ngôi sao ở ngoài Thái dương hệ của chúng ta).
Nói cách khác, phương pháp trên tưởng như rất đơn giản nhưng vẫn có một loạt hạn chế, cần phải có những phương tiện kỹ thuật có độ nhạy rất cao mới có thể áp dụng nó một cách hiệu quả.
Các tác giả của sứ mạng Kepler đã hết sức cố gắng để tính toán hết những phức tạp kiểu trên. Độ nhạy của kính viễn vọng này đã đạt tới mức có thể ghi nhận được bất cứ sự biến đổi dù là nhỏ nhất nào của ánh sáng - cụ thể theo như khẳng định của các kỹ sư, Kepler có thể nhìn thấy một con ruồi bay ngang qua ánh đèn pha của một chiếc ô tô đang nằm ở vị trí cách đó vài cây số.
Để không bỏ lỡ bất cứ sự dịch chuyển nào của hành tinh, Kepler sẽ liên tục quan sát bầu trời đầy sao, sao chụp ảnh dữ liệu cứ mỗi nửa tiếng một lần. Do kính viễn vọng được đặt bên ngoài bầu khí quyển trái đất, các điều kiện thời tiết cũng như việc thay đổi giữa ngày và đêm sẽ không làm cản trở đến quá trình tiến hành các phép đo.
Nếu so sánh với tất cả các loại kính viễn vọng khác, Kepler có một tầm quan sát rộng hơn nhiều, có thể quan sát một vùng trời rộng lớn với kích thước 105 độ vuông. Trong khi nhiều kính viễn vọng trên quỹ đạo khác - điển hình là kính viễn vọng nổi tiếng Hubble - chủ yếu chỉ để nhằm quan sát các vật thể xa xôi trong vũ trụ, chứ không tập trung để mở rộng góc quan sát.
Khu vực vũ trụ mà Kepler sẽ giám sát trong 3,5 năm tới đã được lựa chọn không phải hoàn toàn tình cờ. Kính viễn vọng này sẽ được gửi tới khu vực không gian nằm giữa hai chòm sao Thiên Nga (Cygnus) và chòm sao Thiên Cầm (Lura), nơi theo đánh giá của các chuyên gia có khoảng 4,5 triệu ngôi sao, phần lớn tương tự như mặt trời của chúng ta.
Trong khi “vùng sự sống” thường nằm ở khoảng cách không quá xa so với chúng, nhờ đó Kepler có thể phát hiện được những hành tinh tương tự như trái đất.
Theo dự tính, Kepler sẽ cung cấp những kết quả đầu tiên về trái đất sau vài tháng nữa. Trước mắt sẽ là bước bổ sung vào danh sách những hành tinh này, mặc dù để có thể theo dõi xác định chúng có thực sự có nhiều điều kiện tương tự trái đất không cũng phải mất tới vài năm.
Các nhà khoa học dự tính nếu tính theo kích thước điển hình của trái đất chúng ta (tức là các hành tinh có bán kính bằng một nửa cho tới gấp đôi bán kính trái đất), Kepler sẽ giúp nhân loại tìm ra được từ 50 cho tới vài trăm hành tinh thuộc loại này.
Dù có nhiều khả năng sẽ không đưa được ra lời giải đáp cuối cùng cho câu hỏi “Liệu chúng ta có cô đơn trong vũ trụ?”, nhưng chắc chắn những dữ liệu do Kepler thu thập sẽ giúp củng cố đáng kể trọng lượng của những quan điểm ủng hộ hay phản đối câu hỏi trên.
NHƯ QUỲNH (SGGP-12G)
