Lên mạng ngày 29/1/2011
Khám phá một vì sao bí mật trên trời, cất giữ đã gần 200 năm :
Epsilon Aurigae là một hệ thống sao phức tạp
G S Tôn Thất Trình
“ Đêm qua ra đứng bờ ao,
Trông cá cá lặn , trông sao sao mờ … ”
Ca dao phải học thời tiểu học , mở lòng thiên văn học
Thuở còn thơ ấu, được cha chỉ dẫn cho xem các Đại Hùng Tinh - Big Dipper , tiếng Pháp là Grand Ours và Tiểu Hùng Tinh- Little Dipper, tiếng Pháp là Petit Ours và “cách đo” từ Tiểu Hùng Tinh đến Sao Bắc Cực- Polaris ( tiếng Pháp là Etoile Polaire ) ở khung trời Quảng Trị, những đêm trong mùa hè, trời đầy sao. Mang máng nhớ rằng hinh như đâu đó cũng là Sao Mai - Sao Hôm ( ?), tuy sau đó đọc lén truyện “ Thuyết Đường” lại được tác giả truyện giả sử Tàu bảo đó là sao thiên mệnh, Sao Kim ( Venus ) của Trình Giảo Kim trời sai xuống thế gian làm tướng cột trụ cho thời Đại Đường huy hoàng Trung Quốc xa xưa.
Cách đây gần 299 năm, kể từ khi Johann Fritsch lưu ý ánh sáng bớt đi bất ngờ đến từ Epsilon Aurigae, một che khuất bí hiểm, lạ kỳ của sao này, kéo dài trong 2 năm và xảy ra cứ 27.1 năm một lần, đã làm bối rối các nhà thiên văn học. Mãi cho đến hôm nay , giải thích hiện tượng đó là một cặp sao đang đi vào quỉ đạo đến việc cho rằng là một ngôi sao bị lỗ đen bay vào quỉ đạo. Ở hình đính kèm che khuất mờ tối bí hiểm, theo các quan sát ở Núi - Mount Wilson, gần thành phố Los Angeles , Nam Ca Li và sản xuất theo kỷ thuật phát triễn ở viện đại học Michigan trình bày rỏ Epsilon Aurigae trong thời kỳ bị che khuất hiện nay. Sao nhìn thấy được, cách xa Trái Đất 2000 năm ánh sáng- light years , bị mờ tối đi vì một đám mây mỏng, đậm đen.
Hệ thống sao Epsilon Aurigae
Ở mắt trần - naked eye , Epsilon Aurigae là một điểm chấm - pinpoint ánh sáng, nhưng các nhà thiên văn học lại xem đó là một hệ thống sao phức tap. Chú thích ở hình của ngôi sao mắt trần nhìn thấy được - visible star là một vật thể căn bản của hệ thống , một ngôi sao bị những đám mây khí hydrogen cháy rực bao vỏ. Vài nhà thiên văn học nói nó còn già , lâu đời hơn cả mặt trời và đã mất tầng ngoài, khi sao chết dần đi. Vài người khác cho nó là một siêu khổng lồ trẻ hơn nhiều. Dù rằng vật thể chưa bao giờ được quan sát cả , Viễn vọng Kính Không gian Hubble đã lượm được các phát thải cực tím - ultra violet trong đám mây , nghĩa là một chỉ dẫn thông thường của các ngôi sao . Các nhà thiên văn học cũng đã biết là đám mây sẽ không hiện diện, nếu giữa trung tâm đám mây không có một vật thể tạo ra một sức kéo trọng lực- gravitational pull. Phần đám mây mỏng và đậm đen, hình dáng một bánh kếp bẹp dí- pancake nếu nhìn từ một bên cạnh, vật thể này gồm carbon và silicon bị bắt giữ trong một làn mù sương các khí hydrogen và helium. Thành phần còn có thể là vật liệu do ngôi sao già đi tung ra hay vật liệu từ khi hệ thống sao được tạo ra. Vậy chớ nó to bự như thế nào. Nếu đám mây được đặt vào hế thống Thái dương ( Mặt Trời) của chúng ta , nó sẽ trải dài từ Mặt Trời đến còn xa hơn cả vị trí Sao Mộc -Jupiter nữa đó .
Quan sát từ Núi Wilson
Các quan sát do 6 viễn vọng kính 101.6 cm( 40 ngón - inches Anh ) trải dài trên khoảng cách của ba sân đá banh Mỹ . Xếp đặt cống hiến một độ phân giải - resolution tốt hơn những viễn vọng kính thế giới lớn nhất chỉ làm bằng một gương duy nhất . Ỏ 1- , 6 viễn vọng kính 40 ngón Anh thu thập ánh sáng được chuyễn đường kênh bằng các tấm gương suốt một loạt những ống dẫn - conduits,đóng kín nhờ chân không- vacuum -sealed ,đến một la bô tại trung tâm. Ở 2-, một hệ thống xe điện lăn - trolley có các tấm gương di động được nới rộng hay làm ngắn lại các luồng ánh sáng từ 6 viễn vọng kính cho nên mỗi luồng đều dài bằng nhau, đến gần sát một micron. Ở 3-, Một khi ánh sáng đã được điều hòa và phối hợp, chúng được ghi chép kỷ thuật số. Hơn 120 gigabytes được ghi chép sau 8 giờ quan sát . Ở 4- , dữ liệu thu thập ở phòng kiểm soát sau đó được phân tích và so sánh với các kiểu mẩu giả thuyết cho đến khi sánh cùng được , biểu hiện các đặc thù - specifications của ngôi sao .
Ở hình 5 , các lasers ánh sáng ngọc xanh lục được sử dụng làm thẳng hàng một dàn trải của 6 viễn vọng kính đem ánh sáng ngôi sao vào độ phân giải chính xác . Nếu ai đó muốn thiết lập một thương xá bán lẽ Wal- Mart trên Sao Hỏa - Mars, dàn trải có thể dùng để đếm không gian đậu xe ( phi thuyền ) .
Sao ơi sao hởi , Epsilon Aurigae ơi ,cớ chi sao mờ ?
Khi đêm đến trên Núi Wilson, sao mọc trong màn đêm đen đậm tháng 12 năm 2010 và gió bắt đầu hú thổi. Brian Kloppenborg ngẩng mặt nhìn trời. Đó là Sao Bắc Cực Polaris .Về phía đông Bắc là Đại Hùng Tinh sáng chói và nhấp nhánh theo mắt trần . Nhưng đối với các viễn vọng kính trên đỉnh núi, chúng là một vết hoen ố ; ánh sáng chúng bị làm mờ đi vì các dòng bụi và không khí thổi ào ào. Nếu điều này vẫn y nguyên, thì không còn quan sát gì được nữa đêm nay. Ông nói : ê kìa , ngay phía tay mặt của sao Capella , bạn thấy nó không ? Ông nhắm đèn pin cao hơn ngọn thông và bạch dương - firs lắc lư về phía ngôi sao nhấp nháy, mờ mờ đến nỗi có thể bỏ quên mất đi. Ông tiếp : đúng là nó rồi. Đúng là ngôi sao Epsilon Aurigae ! Nhưng ông thất vọng vì không nhìn rỏ thêm được nữa vói điều kiện đêm nay. Đêm sau, ông mới đủ may mắn. Từ năm 2008, ông đã nghiên cứu nó, một láng giềng xa xôi của Trái Đất , thành công rực rở.
Nằm trong đường chảy xoáy của giải Ngân Hà - Milky Way , cách xa Trái Đất 2000 năm ánh sáng như đã kể trên, Epsilon Aurigae đã làm rối trí các nhà quan sát thiên văn vì ánh sáng lên xuống thất thường, lạ lùng. Sau bảy lần thăm viếng đỉnh, sử dụng một dàn trải viễn vọng kính phức tạp nhất thế giới, Kloppenborg nhờ sự giúp đở của một số nhà thiên văn khác, đã tiết lộ dần dần bí mật của ngôi sao. Khám phá đã giúp ông đạt đôi chút danh tiếng - đăng tải trên tạp chí khoa học Thiên Nhiên- Nature và làm cho sao Epsilon Aurigae rạng danh trong giới thiên văn học. Nó trở thành tụ điểm các nhà thiên văn tài tử và chuyên nghiệp khắn thế giới, một bài ca tự sự - ballad trữ tình nhạc rock” chúng ta là những ngôi sao - we are the stars “ , một cảm hứng cho công trình nghệ thuật có thể làm cho phi thuyền trưởng Spock , du hành vũ trụ hảnh diện . Trước đây Epsilon Aurigae, chỉ là một tên quái đản trong bộ giáp trụ màn đêm, đã trở thành một sao nổi tiếng, cách đây gần 200 năm, khi một bộ trưởng chánh phủ Đức nhìn lên khung trời Đức Quốc và để ý tới một cái gì lạ lùng trên trời đêm đầy sao. Sao này , sáng đứng hàng thứ 5 trong chòm sao, đã bị mờ hẳn đi. Johann Fritsch viết ở niên giám sao - star almanacs :“ Có ai thấy điều này không ? ” Câu hỏi mau lẹ trở thành sau đó một thách thức cho các nhà thiên văn đương thời ; họ đã ghi chép rỏ là cứ 27. 1 năm là Epsilon Aurigae mất đi phân nữa sáng chói- brightness trong gần 2 năm tròn.
Họ đã cố tâm giải thích hiện tượng như thể là một hệ thống sao . mỗi sao làm quỉ đạo cho sao kia theo một elip - ellipse dài , nhàn hạ; thế nhưng có điều gì đó tỏ ra vô lý. Khi một trong những vật thể đi ngang qua trước mặt vật thể khác, ánh sáng không cư xử như là phải làm ở những hệ thống nhị nguyên - binary systems khác. Có lẽ, các nhà thiên văn biện cứ, khuất mờ là do một cái gì khác ngôi sao gây ra chăng ? Và với mỗi khuất mờ, những lý thuyết mới được nêu lên, hầu giải thích ánh sáng lên xuống. Đó là một bầy thiên thạch- meteorites, theo một nhà vật lý học thiên văn. Một nhà thiên văn khác cho đó là một lỗ đen - black hole. Một đám mây bụi to lớn. Hay một đĩa như thể những vòng - rings của Sao Thổ - Saturn. Nhưng không một ai biết chắc, vì lẽ từ Trái Đất nhìn lên , Epsilon Aurigae , tương tự các ngôi sao khác, không phải là những vật thể mà là những chấm điểm ánh sáng- pinpoint of light mà các chiều đặc thù và dạng hình chỉ có thể tính ra bằng toán học và đôi khi các con số có thể vắng mặt. Nếu ví thử sao có thể nhìn thấy rỏ hơn !...
Kloppenborg là một cử nhân vật lý học một trường đại học nhỏ bang Nebraska , làm bán thời gian cho một cung thiên văn - planetarium địa phương. Nay ông đang làm tiến sĩ vật lý học . Ông đã khởi sự nghiên cứu Epsilon Aurigae theo lời khuyên của giáo sư cố vấn, cũng đã được một nhà khoa học NASA khuyên khảo cứu ngôi sao này năm 1980. Vào thời gian ông làm xong luận đề tiến sĩ, năm 2012, ông hy vọng là sẽ biết được tuổi thọ của sao mà ông nghĩ rằng đang ở cuối đời sống của sao, thảy đi tầng ngoài của sao, khi sao chầm chậm chết đi, tắt ngũm đi. Giải thích này khác hẳn uyên bác qui ước, thu lượm từ các khuất mờ trước đó, cho rằng sao mắt trần nhìn thấy được trẻ hơn và đốt cháy nhiều hơn một cách kiên trì, vững chắc. Đám mây bánh kếp bẹp dí - pancake theo lý thuyết này là những mảnh vụn còn lại từ khi khai sinh toàn thể hệ thống, hiện do sức kéo của một ngôi sao thứ hai bị che khuất hẳn, chụp bắt. Từ các mảnh vụn này, theo biện cứ, một hệ thống cung thiên văn planetarium có thể phát triễn .
