Hình Ảnh Vũ Trụ Qua Các Loại Kính Khác Nhau

Khi ai đó quan tâm đến việc mua một kính thiên văn mới, câu hỏi đầu tiên anh ta thường đặt ra là ” Tôi có thể thấy gì qua chiếc kính đó?”. Trong bài viết này chúng tôi sẽ cố gắng làm sáng tỏ vấn đề này và giúp bạn có những sự lựa chọn tốt nhất khi mua  kính thiên văn. Những vấn đề được nhắc đến ở đây bao gồm Mặt trăng, hành tinh, Mặt trời, DSO, sao chổi, sao đôi và cả ô nhiễm ánh sáng.

Số lượng thiên thể có thể quan sát và độ chi tiết của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Kích thước và chất lượng quang học của kính, địa điểm quan sát (bầu trời tối và sự ổn định của bầu khí quyển) và cả kinh nghiệm của người quan sát. Hãy bắt đầu với thiết bị quan sát:

Có hai đặc tính quan trọng của kính thiên văn: Độ mở  và chất lượng quang học. Độ mở (Aperture) là đường kính của vật kính hoặc gương chính, nó quyết định đến khả năng thu nhận ánh sáng và độ phân giải của hình ảnh nhận được. Chất lượng quang học biểu thị khả năng truyền hình ảnh chất lượng tốt và nói chung tỉ lệ thuận với giá thành của kính (giá thành  này lại thường được quyết định bởi độ mở). Trong bài này tôi chia ra làm 3 loại kính:

1. Nhỏ và rẻ  (giá tầm 50-150 $):Đó có thể là một kính khúc xạ  50-80 mm giá rẻ, hoặc kính phản xạ kiểu Newton 70-80 mm. Chất lượng quang học khá thấp. Tham khảo chiếc F30070M
2. Trung bình (200-500$): Ví dụ như một kính phản xạ Newton 150 mm, khúc xạ 80-100 mm, hay một chiếc kính tổ hợp Maksukov Cassegrain  90-130 mm với chất lượng trung bình. Lưu ý “kính trung bình” trong bài viết này ngụ ý kính từ 140 mm trở lên. Tham khảo chiếc Celestron 60AZ
3. Lớn (từ 600$ trở lên): Phản xạ 200-300 mm, khúc xạ chất lượng 120-150 mm hay kính tổ hợp Schmidt Cassegrain 200-250 mm. Lưu ý “kính lớn” trong bài viết này ngụ ý kính từ 200 mm trở lên. Tham khảo chiếc Celestron 114EQ

(Các hình ở bên dưới thường đi kèm các số [1], [2], [3] bên cạnh chú thích Tiếng anh, con số đó chỉ một trong 3 loại kính được nhắc đến ở trên, với [1] là Kính nhỏ, [2] là kính trung bình và [3] là kính lớn)

Bài này chỉ đưa ra cho bạn những ý kiến chung, bởi vì giá thành của một kính thiên văn cũng chịu ảnh hưởng từ nhiều nhân tố khác  như hệ thống bộ đỡ (mount), thương hiệu, phụ tùng, chân kính … Ngoài ra với những đối tượng quan sát khác nhau lại có những yêu cầu quang học riêng. Ví dụ Mặt trăng, Mặt trời, các hành tinh và sao đôi quan sát bằng kính khúc xạ nhỏ 80 mm nhưng chất lượng cao còn tốt hơn bằng  kính phản xạ 150 mm nhưng chất lượng quang học kém. Với những vật thể sâu trong vũ trụ thì ngược lại, phản xạ 150 mm thường làm việc tốt hơn khúc xạ 80 mm ở cùng giá thành.

Các phần dưới đây sẽ minh họa điểm khác nhau của các thiên thể khi được nhìn qua kính thiên văn ở các cỡ. Bài viết dựa trên những kinh nghiệm cá nhân của tôi cùng với các bức ảnh và bức vẽ đã qua xử lí nhằm minh họa cụ thể cho từng phần. Trong khi các hình  này minh họa cho các mức độ chi tiết của hình ảnh mà bạn kì vọng có thể thấy,  nhưng chúng không chỉ ra toàn bộ trường nhìn như như quan sát trực tiếp qua kính thiên văn.

Mặt trăng

Mặt trăng chắc chắn là mục tiêu quan sát dễ nhất và ấn tượng nhất. Ở độ phóng đại thấp thì nhìn qua kính thiên văn nào cũng gần như nhau. Nhưng ở độ phóng đại lớn, kính nào chất lượng hơn sẽ cho phép bạn “phóng to” và tiết lộ ra vô số miệng hố (crater), khe rãnh, và  dãy núi.

Hành tinh

Có 8 hành tinh trong Hệ mặt trời bạn có thể quan sát, tuy nhiên chỉ 3 trong số chúng là dễ thấy chi tiết bề mặt : Sao Thổ, Sao Mộc và Sao Hỏa. Cũng ba hành tinh này sẽ cho bạn thấy những hiện tượng thay đổi thời tiết theo thời gian, như mây và bão bụi trên Sao Hỏa và Dải mây trên Sao Mộc. Bạn cũng sẽ dễ dàng quan sát 4 vệ tinh Galile của Sao Mộc, thi thoảng đi quá cảnh và đổ bóng lên hành tinh mẹ. Vài vệ tinh của Sao Thổ cũng khá dễ quan sát, nhưng chắc chắn hành tinh này nổi tiếng hơn với vành đai mỏng bao quanh.

Trong một kính thiên văn trung bình, Sao Kim và Sao Thủy  sẽ tiết lộ pha của chúng  (hình dạng tròn hay khuyết). Và Sao Kim có thể còn cho thấy lớp mây lờ mờ của nó nếu sử dụng một kính lọc tốt. Còn Thiên vương tinh và Hải Vương tinh chỉ là các đĩa sáng xanh nhỏ, mờ nhạt và chẳng có gì nổi bật qua bất kì kính thiên văn nào.

Các hình ảnh dưới đây chỉ ra sự so sánh Sao Thổ và Sao Mộc được quan sát thế nào qua các kính thiên văn khác nhau, ở độ phóng đại hữu dụng cao nhất:

 

Một nhà quan sát nhiều kinh nghiệm, được trang bị các thiết bị quang học tốt, được chuẩn trực chính xác và chất lượng cao có thể sử dụng năng lực kính cao hơn (độ phóng đại cao hơn) và quan sát được nhiều chi tiết bề mặt hơn.

DSO

Deep sky objects – DSO (Vật thể sâu trong bầu trời) là tên gọi chung cho các thiên hà, tinh vân và cụm sao- các đối tượng ở bên ngoài Hệ mặt trời. Không giống các hành tinh, quan sát các DSO không cần thiết sử dụng độ phóng đại cao. Điều quan trọng hơn là độ mở của kính thiên văn, bởi vì lúc này bạn cần một thiết bị có thể thu nhận được nhiều ánh sáng. Yếu tố khác ảnh hưởng đến việc quan sát DSO là bầu trời tối, thậm chí nó còn quan trọng hơn cả độ mở. Nếu bạn quan sát ở giữa một thành phố lớn, tràn ngập ánh sáng thì ngay cả sở hữu kính 100 000$  cũng chẳng giúp được gì.

Các bức vẽ phác thảo dưới đây sẽ cho thấy mức độ chi tiết của một số DSO sáng trên bầu trời mà bạn kỳ vọng có thể quan sát qua các kính thiên văn có độ mở khác nhau, dưới một bầu trời tối hoàn hảo (“tối” theo ý tôi là nơi bạn có thể thấy rõ được Dải ngân hà sáng vắt ngang bầu trời ):

Có hàng tá DSO bạn có thể thấy được rõ một số chi tiết. Nhưng phần lớn các DSO khác  mờ hơn nhiều. Các bức hình dưới đây cho thấy một số ví dụ về các DSO khác bạn có thể quan sát (có hàng trăm thiên thể như vậy) :

Chú ý rằng các minh họa trên thường là cái mà một nhà quan sát kinh nghiệm thấy. Hầu hết DSO thực sự mờ nhạt và một người mới bắt đầu chắc chắn sẽ rất khó khăn để nhìn thấy chi tiết hoặc nhận dạng được các thiên thể mờ nhất. Ngoài ra bạn sẽ gần như không thể thấy màu sắc của các DSO, khác hoàn toàn với các bức ảnh xinh đẹp mà chúng ta thường thấy (do độ sáng của chúng quá thấp và sự nhạy cảm của mắt người có giới hạn). Chỉ một số cụm sao và tinh vân sáng nhất may ra có thể cho bạn thấy được chút màu sắc gì đó.

Ảnh hưởng của ô nhiễm ánh sáng

Như tôi đã đề cập ở trên, địa điểm là cực kì quan trọng với việc quan sát DSO. Ở nơi bầu trời tối hoàn hảo, Dải ngân hà chiếu sáng trên đầu và có thể phân biệt được chính xác các chòm sao thông qua số lượng sao của chúng- một kính thiên văn 250 mm sẽ cho bạn thấy từ 5000-7000 DSO, hàng trăm trong số chúng sẽ hiển thị những chi tiết rõ ràng (như các hình minh họa ở trên).

Nếu bạn ở một vùng nông thôn hoặc ngoại ô tối, nơi vừa đủ để thấy được Dải Ngân hà, số lượng DSO có thể quan sát giảm xuống còn khoảng 1000-2000. Đương nhiên là chi tiết nhìn thấy ở các thiên thể cũng giảm xuống.

Sống ở một vùng đô thị tràn ngập ô nhiễm ánh sáng không có nghĩa là bạn không thể quan sát bầu trời. Tuy nhiên chỉ có thể thấy được một nhúm DSO và cũng chẳng thể thấy được chi tiết ấn tượng nào cả.

Các hình dưới đây minh họa ảnh hưởng của ô nhiễm ánh sáng đến một số DSO sáng nhất , khi được quan sát qua cùng một cỡ kính thiên văn ở các địa điểm khác nhau. Một ví dụ rõ ràng nhất là thiên hà Andromeda  qua một kính thiên văn lớn:

Ảnh hưởng của ô nhiễm ánh sáng lên các DSO mờ như các thiên hà xa xôi còn kinh khủng hơn. Hãy nhìn các ví dụ dưới đây, một số thành viên của cụm thiên hà Virgo sẽ trông thế nào qua một kính thiên văn lớn ở các địa điểm khác nhau. Như bạn thấy nhiều thiên hà mờ còn biến mất luôn khi quan sát ở vùng bị ô nhiễm ánh sáng mạnh.

Nếu bạn lên kế hoạch quan sát DSO từ một nơi có mức độ ô nhiễm ánh sáng vừa phải, tốt nhất nên tập chung vào các vật thể như cụm sao mở, sao đôi, các tinh vân phát xạ sáng nhất và cũng có thể một số tinh vân hành tinh sáng (vì ánh sáng bề mặt của chúng khá cao).

Sao đôi

Nhiều sao bạn thấy trên bầu trời thực ra là các sao đôi (double) hoặc sao đa (multiple), và chúng ta hoàn toàn có thể thấy chúng qua kính thiên văn. Những vì sao nhìn giống như những đốm sáng thay vì là một điểm sáng đơn lẻ-bạn sẽ thấy hai hoặc ba sao ở rất gần nhau. Một kính nhỏ, rẻ cũng cho phép thấy được nhiều sao đôi, tuy nhiên một công cụ lớn và chất lượng hơn sẽ giúp thấy được nhiều các cặp sao ở rất gần nhau hơn. Nếu chú ý quan sát sau chu kì vài tháng/năm, một số cặp sẽ xuất hiện sự thay đổi vị trí một cách rõ rệt. Đôi khi sự khác nhau về màu sắc trong cặp sao đôi cho ta một khung cảnh ấn tượng.

Sao chổi và thiên thạch

Sao chổi là những thiên thể băng nhỏ đến từ phía ngoài Hệ Mặt trời, dần dần chúng sẽ đến gần Mặt trời và trở nên có thể thấy được. Lúc đầu ta chỉ có thể thấy được coma của sao chổi (phần mờ mờ bọc nhân sao chổi) và một “ngôi sao” nhỏ xíu bên trong đó (nhân sao chổi). Sao chổi càng đến gần Hệ mặt trời, nó càng sáng hơn và có thể xuất hiện đuôi sao chổi bụi và khí đầy ấn tượng.

Thiên thạch là những vật thể đá nằm phía trong Hệ mặt trời , và qua cả những kính thiên văn lớn nhất chúng cũng chỉ như các sao bình thường. Điều khiến chúng thú vị là chuyển động tương đối trên nền trời sao, có thể thấy được ngay trong vài giờ quan sát.

 

Mặt trời

Mặt trời là một mục tiêu đặc biệt, phải được quan sát qua kính lọc gắn. Có hai loại, một là kính lọc dải nhìn hẹp (narrowband filer, thường là kính lọc H-alpha). Đây là một thiết bị đắt, khởi điểm từ 600-1000$, và thường được gắn vào kính quan sát mặt trời chuyên dụng. Loại thứ hai gọi là kính lọc “ánh sáng ban ngày” (daylight filer), có thể gắn vào bất kì kính nào,và giá cũng tương đối rẻ. Các ảnh dưới đây sẽ cho bạn thấy mặt trời của chúng ta trông như thế nào qua một kính thiên văn nhỏ gắn kính lọc daylight và qua một kính khác chất lượng cao hơn. Chú ý rằng trong trường hợp này nên sử dụng kính có độ mở thấp nhưng chất lượng tốt (ví dụ một kính khúc xạ thị kính 80 mm tiêu sắc, sử dụng chân đế xích đạo), bởi vì ban ngày nhiễu loạn khí quyển không cho phép một kính lớn sử dụng tối đa độ phân giải của nó

 

Các đối tượng khác

Có một danh sách các vật thể đặc biệt khác mà bạn có thể quan sát khi có nhiều kinh nghiệm hơn. Sao biến quan (variable) là một ví dụ, là các sao có độ sáng thay đổi

theo chu kì nhiều tháng hoặc một số ngày. Quan sát và thông báo kết quả cho những tổ chức như AAVSO (Liên hiệp những nhà quan sát sao biến quang Hoa Kỳ) là một cơ hội để các nhà thiên văn nghiệp dư có những đóng góp khoa học nhỏ. Tân tinh (Novae) và Siêu tân tinh (Supernovae) là các vụ nổ dữ dội của các sao ở rất xa mà thi thoảng bạn cũng có thể quan sát qua kính thiên văn nghiệp dư. Hiện tượng che khuất sao bởi Mặt trăng hoặc thiên thạch (Occultation) diễn ra rất nhanh và chỉ có thể thấy được từ các địa điểm cụ thể trên Trái đất. Theo dõi và thông báo các hiện tượng như vậy giúp bổ sung thêm dữ liệu thiên thạch cho các nhà khoa học, và cho phép họ xác định chính xác vị trí của các sao bị che khuất. Các vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái đất cũng được quan sát qua kính nghiệp dư. Trạm vũ trụ quốc tế ISS, vệ tinh lớn nhất, có thể lộ ra những chi tiết mờ mờ (như tấm pin mặt trời) khi đến các vị trí gần mặt đất nhất.

Nguồn:  @mezoom.net / Sưu tầm.