Sử dụng phương pháp đạc tam giác hay đo mức độ quang phổ là những cách để các nhà thiên văn học tính toán cự ly từ trái đất đến các ngôi sao trong vũ trụ.
Đạc tam giác là kỹ thuật cơ bản để xác định các vật thể cách trái đất khoảng 400 năm ánh sáng. Ảnh đồ họa: ESA
Trong thiên văn học, chúng ta nghe nhiều về việc các nhà khoa học khám phá các hành tinh cách trái đất 300 hay 400 năm ánh sáng. Mới đây NASA công bố sự tồn tại của hành tinh Kepler-452b với những điều kiện khá giống địa cầu và cách chúng ta 1.400 năm ánh sáng. Vậy các nhà thiên văn học tính toán khoảng cách từ địa cầu đến các ngôi sao bằng cách nào?
Theo Howstuffworks, phương pháp đầu tiên mà giới thiên văn học sử dụng là đạc tam giác. Các nhà khoa học đã biết quỹ đạo trái đất quay xung quanh mặt trời có đường kính 300 triệu km. Người ta sẽ sử dụng kính viễn vọng để quan sát một ngôi sao nào đó trong khoảng thời gian một ngày, sau đó tiếp tục quan sát nó một lần nữa sau 6 tháng.
Các nhà thiên văn học sẽ dựa vào lần quan sát đầu tiên và lần thứ hai, khi trái đất quay nửa vòng quỹ đạo quanh mặt trời, để vẽ một tam giác có đỉnh là ngôi sao mà họ cần đo. Đáy của tam giác có chiều dài là 300 triệu km. Bằng cách xác định góc nhìn từ trái đất đến vật thể cùng sự khác biệt về ánh sáng giữa hai lần quan sát, con người sẽ tìm ra khoảng cách từ trái đất đến ngôi sao. Đơn vị đo khoảng cách giữa các ngôi sao là năm ánh sáng. Tuy nhiên, con người chỉ có thể áp dụng kỹ thuật đạc tam giác đối với các vật thể cách trái đất khoảng 400 năm ánh sáng.
Một kỹ thuật khác là “Phương pháp Parallax”. Người ta sẽ lấy một ngôi sao gần trái đất làm chuẩn, sau đó sử dụng kính viễn vọng để quan sát đối tượng trong hai lần tương tự như kỹ thuật đạc tam giác. Dữ liệu từ những lần quan sát sẽ giúp các nhà khoa học vẽ hai hình tam giác có chung đỉnh là ngôi sao. Các nhà thiên văn học sử dụng phương pháp lượng giác để tính toán khoảng cách đến vật thể cần đo.
Phương pháp Parallax từ kính viễn vọng Hubble có thể giúp giới thiên văn học xác định các vật thể cách địa cầu tới hàng nghìn năm ánh sáng. Ảnh đồ họa. Wikipedia
Theo Science Meets Religion, với kính viễn vọng Hubble, con người có thể áp dụng phương pháp Parallax để phát hiện những hành tinh ở khoảng cách tới 10.000 năm ánh sáng. Tuy nhiên, với những thiên hà nằm quá xa, giới thiên văn không thể tính toán bằng phương pháp đạc tam giác và Parallax, mà sử dụng kỹ thuật đo độ sáng dựa vào quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao đó.
Họ sử dụng các phương tiện kỹ thuật hiện đại để xác định quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Ánh sáng từ mỗi ngôi sao sẽ có quang phổ khác nhau tùy thuộc vào cường độ và khoảng cách. Dựa vào màu sắc, chuyên gia có thể xác định độ sáng thực tế của vật thể, sau đó so sánh với ánh sáng của ngôi sao làm chuẩn để tính toán khoảng cách đến trái đất. Kỹ thuật này có thể giúp con người xác định các vật thể cách trái đất hàng trăm triệu năm ánh sáng.
Một phương pháp nữa là Cây nến chuẩn. Đây là kỹ thuật tính toán kiểu bậc thang bằng cách kết hợp các phương pháp đạc tam giác, Parallax và xác định quang phổ để xác định những ngôi sao hoặc thiên hà rất xa. Cây nến chuẩn có thể giúp giới thiên văn phát hiện các đối tượng thiên văn cách trái đất hàng tỷ năm ánh sáng.
Nhìn chung, các phương pháp đo khoảng cách trong không gian vũ trụ khá phức tạp, đòi hỏi sự am hiểu sâu về lượng giác và quang phổ ánh sáng cùng sự hỗ trợ của các phương tiện hiện đại như kính viễn vọng.
Nguồn: Zing