Kính viễn vọng Không gian Hubble (Hubble Space Telescope) là một kính thiên văn lớn trong không gian. Nó được phóng lên quỹ đạo bằng tàu con thoi Discovery vào ngày 24, 1990. Quỹ đạo Hubble là khoảng 547 km (340 dặm) từ Trái Đất. Nó có chiều dài bằng một chiếc xe buýt lớn và nặng bằng hai con voi trưởng thành. Hubble di chuyển khoảng 5 dặm mỗi giây: Đó là giống như đi từ bờ biển phía đông của Hoa Kỳ đến bờ biển phía tây trong vòng 10 phút. Hubble chạy bằng năng lượng mặt trời.
Hubble chụp hình ảnh sắc nét về các vật thể trên bầu trời như hành tinh, sao và thiên hà. Hubble đã thực hiện hơn một triệu quan sát. Chúng bao gồm những hình ảnh chi tiết về sự ra đời và cái chết của các ngôi sao, các thiên hà cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng và các mảnh sao chổi đâm vào bầu khí quyển của Sao Mộc .
Các nhà khoa học đã học được rất nhiều điều về vũ trụ từ những bức ảnh này.
Kính viễn vọng không gian Hubble cứ 95 phút lại có một chiếc quay quanh Trái đất. Credits: NASA
Điều gì làm cho Hubble Khác với Kính viễn vọng trên Trái đất?
Bầu khí quyển của Trái đất thay đổi và chặn ánh sáng từ không gian. Hubble quay quanh bầu khí quyển của Trái đất, giúp nó có cái nhìn về vũ trụ tốt hơn so với các kính thiên văn ở mặt đất.
Cái tên Hubble đến từ đâu?
Hubble được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Mỹ , Edwin P. Hubble. Ông đã có những khám phá quan trọng vào đầu những năm 1900. Ông đã chỉ ra rằng thiên hà chứa hệ mặt trời – Dải Ngân hà – chỉ là một trong nhiều thiên hà. Công việc của ông đã giúp cho thấy rằng vũ trụ đang giãn nở. Điều này dẫn đến lý thuyết vụ nổ lớn, nói rằng vũ trụ bắt đầu với một vụ nổ năng lượng dữ dội và đã mở rộng kể từ đó.
Quang phổ điện từ cho thấy ánh sáng nhìn thấy nằm giữa bức xạ hồng ngoại và bức xạ tử ngoại. Credits: Universe của Freedman và Kaufmann
Những dụng cụ có trên Hubble
Khi Hubble quay quanh Trái đất, các Cảm biến Hướng dẫn Tinh tế sẽ khóa chặt các ngôi sao. Cảm biến hướng dẫn tốt là một phần của Hệ thống điều khiển trỏ và hướng Hubble theo đúng hướng. Kính viễn vọng có thể khóa chặt mục tiêu cách xa một dặm mà không cần di chuyển quá chiều rộng sợi tóc của con người.
Khi mục tiêu được thu thập, gương chính của Hubble sẽ thu thập ánh sáng. Chiếc gương có thể thu thập lượng ánh sáng gấp khoảng 40.000 lần so với mắt người. Tia sáng bật ra khỏi gương sơ cấp tới gương thứ cấp. Gương thứ cấp tập trung ánh sáng trở lại qua một lỗ trên gương sơ cấp. Từ đó, ánh sáng chiếu tới các dụng cụ khoa học của Hubble. Mỗi nhạc cụ có một cách giải thích ánh sáng khác nhau.
Hubble có năm công cụ khoa học bao gồm máy ảnh và máy quang phổ. Máy quang phổ là một công cụ phân chia ánh sáng thành các bước sóng riêng lẻ của nó .
Máy ảnh trường rộng 3 là máy ảnh chính của Hubble. Nó nghiên cứu mọi thứ, từ sự hình thành của các thiên hà xa xôi đến các hành tinh trong hệ mặt trời. Máy ảnh có thể nhìn thấy ba loại ánh sáng khác nhau: tia cực tím gần, ánh sáng nhìn thấy và tia hồng ngoại gần . Nhưng Hubble chỉ có thể nhìn thấy từng loại ánh sáng tại một thời điểm. Mắt người có thể nhìn thấy ánh sáng khả kiến. Cận cực tím và cận hồng ngoại nằm ngoài những gì mắt chúng ta có thể nhìn thấy.
Máy ảnh Nâng cao cho Khảo sát ghi lại hình ảnh của các khu vực không gian rộng lớn. Những hình ảnh này đã giúp các nhà khoa học nghiên cứu một số hoạt động sớm nhất trong vũ trụ.
Máy Quang phổ Nguồn Vũ trụ đọc ánh sáng cực tím. Máy quang phổ này nghiên cứu cách các thiên hà, ngôi sao và hành tinh hình thành và thay đổi.
Máy Quang phổ Hình ảnh của Kính viễn vọng Không gian giúp các nhà khoa học xác định nhiệt độ, thành phần hóa học, mật độ và chuyển động của các vật thể trong không gian. Nó cũng đã được sử dụng để phát hiện các lỗ đen.
Máy ảnh hồng ngoại gần và Máy đo phổ đa vật thể, hoặc NICMOS, nhìn thấy các vật thể trong không gian sâu bằng cách cảm nhận nhiệt mà chúng phát ra. Nó chụp ảnh và nó cũng là một máy quang phổ. NICMOS giúp các nhà khoa học nghiên cứu cách các ngôi sao, thiên hà và hệ hành tinh hình thành.
Khám phá quan trọng nhất của Hubble
Những hình ảnh do Hubble chụp đã giúp các nhà khoa học ước tính tuổi và kích thước của vũ trụ. Các nhà khoa học tin rằng vũ trụ gần 14 tỷ năm tuổi. Hubble đã giúp các nhà khoa học hiểu cách các hành tinh và thiên hà hình thành. Một hình ảnh được gọi là “Trường siêu sâu Hubble” cho thấy những thiên hà xa nhất từng được nhìn thấy.
Kính viễn vọng không gian Hubble đã chụp được bức ảnh này về Thiên hà Nòng nọc và phần đuôi của nó gồm các cụm sao lớn, sáng màu xanh lam. Tín dụng: NASA
Hubble đã phát hiện ra các lỗ đen hút mọi thứ xung quanh chúng, bao gồm cả ánh sáng. Kính thiên văn đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phát hiện ra năng lượng tối, một lực bí ẩn khiến vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh hơn theo thời gian. Và nó đã tiết lộ chi tiết về vụ nổ tia gamma – vụ nổ năng lượng mạnh xảy ra khi các ngôi sao lớn sụp đổ.
Hubble cũng đã nghiên cứu bầu khí quyển của các hành tinh xoay quanh các ngôi sao tương tự như mặt trời của Trái đất.
Màu sắc trong hình ảnh của Hubble đến từ đâu?
Hubble truyền khoảng 140 gigabyte dữ liệu khoa học về Trái đất mỗi tuần. Con số này tương đương với khoảng 45 bộ phim chất lượng HD kéo dài hai giờ hoặc khoảng 30.000 bài hát mp3. Các tín hiệu kỹ thuật số được chuyển tiếp đến các vệ tinh, sau đó đến trạm mặt đất, sau đó đến Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, và cuối cùng là Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian. STScI chuyển dữ liệu thành hình ảnh và thông tin mà chúng ta có thể hiểu được.
Hình ảnh Hubble bắt đầu dưới dạng màu đen và trắng. Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian thêm màu sắc vào các bức ảnh vì những lý do khác nhau. Đôi khi màu sắc được chọn để cho biết một vật thể có thể nhìn như thế nào đối với mắt người. Những lần khác, màu sắc được sử dụng để làm nổi bật một chi tiết quan trọng. Hoặc chúng có thể được sử dụng để hiển thị các chi tiết mà mắt người không thể nhìn thấy được.
Tương lai của Hubble
Hubble tròn 30 tuổi vào năm 2020. Các kỹ sư đã thiết kế Hubble để nó có thể được sửa chữa và nâng cấp khi cần thiết. Kể từ khi kính thiên văn ra mắt, đã có 5 sứ mệnh tàu con thoi đưa các phi hành gia đến Hubble để sửa chữa và nâng cấp nó. Nhiệm vụ cuối cùng là vào năm 2009. Hubble đã được nâng cấp để nó tốt hơn bao giờ hết. Kính thiên văn sẽ không được sửa chữa hay nâng cấp trở lại, nhưng nó vẫn hoạt động.
Trong khi đó, NASA và các đối tác quốc tế đang chuẩn bị Kính viễn vọng Không gian James Webb. Webb là một kính thiên văn hồng ngoại sẽ lớn hơn Hubble và có thể nhìn xuyên qua các đám mây và bụi trong không gian. Thay vì quay quanh Trái đất, kính thiên văn này sẽ quay quanh Mặt trời từ một điểm ngoài Mặt trăng. Webb sẽ gửi lại những hình ảnh tuyệt vời giống như Hubble, và nó sẽ giúp các nhà thiên văn học khám phá thêm nhiều bí ẩn lớn nhất của vũ trụ.
Những từ cần biết
- Năm ánh sáng: một đơn vị khoảng cách. Khoảng cách mà một chùm ánh sáng, di chuyển theo một đường thẳng, di chuyển trong một năm – 9,46 nghìn tỉ km hoặc 5,88 nghìn tỷ dặm.
- Bầu khí quyển: lớp khí bao quanh một hành tinh
- Nhà thiên văn học: một nhà khoa học nghiên cứu các hành tinh, các ngôi sao và không gian
- Bước sóng: khoảng cách giữa một đỉnh hoặc đỉnh của sóng ánh sáng, nhiệt hoặc năng lượng khác và đỉnh hoặc đỉnh tiếp theo
- Hồng ngoại: trên quang phổ điện từ, ánh sáng có bước sóng dài hơn đầu đỏ của ánh sáng nhìn thấy và ngắn hơn vi ba.
