Kính Roman sắp bay đi tìm hàng nghìn hành tinh lạ

Ngoài Trái Đất, còn bao nhiêu hành tinh nữa đang quay quanh những ngôi sao khác? Không ai trả lời được. Chúng ta mới chỉ đếm được một phần rất nhỏ, giống như đứng ở cửa lớp mà đoán cả trường có bao nhiêu bạn.

Lúc này, ở Mỹ, có một chiếc kính viễn vọng vừa được bọc kín trong một lớp vỏ cao bằng ngôi nhà bốn tầng. Nó đang chờ ngày rời mặt đất để đi đếm thử.

Chuyện vừa xảy ra ở Florida

Ngày 21 tháng 8, các đội kỹ thuật của NASA đã đưa kính viễn vọng Nancy Grace Roman vào lớp vỏ bảo vệ (fairing) ở đầu tên lửa Falcon Heavy của SpaceX. Việc này diễn ra tại Payload Hazardous Servicing Facility, một cơ sở nằm trong Trung tâm Vũ trụ Kennedy của NASA, bang Florida.

Lớp vỏ ấy cao 43 foot, tức khoảng 13,1 mét. Bạn thử hình dung một chiếc xe buýt dựng đứng lên. Chiếc kính nằm gọn bên trong.

Việc tiếp theo đã được lên lịch. Cả khối kính và vỏ sẽ được chở sang nhà chứa của SpaceX ở bệ phóng 39A, rồi lắp vào tên lửa. Sau đó tên lửa được đưa ra bệ phóng ở Launch Complex 39A. NASA và SpaceX nhắm giờ rời bệ không sớm hơn 7 giờ 26 phút sáng Chủ nhật ngày 30 tháng 8, theo giờ miền Đông nước Mỹ. Đổi sang giờ Việt Nam thì vào khoảng 18 giờ 26 phút cùng ngày, tức là quãng thời gian nhiều nhà đang dọn cơm tối.

Cái vỏ để làm gì

Nghe thì đơn giản: một cái vỏ úp lên. Nhưng chuyến đi mấy phút đầu tiên của một tên lửa lại là quãng dữ dội nhất.

Khi Falcon Heavy lao xuyên qua bầu khí quyển, ba thứ ập vào cùng lúc. Thứ nhất là sóng âm rất mạnh, mạnh hơn nhiều so với tiếng ồn bạn từng nghe ở gần một công trường. Thứ hai là áp suất khí động, tức sức ép của không khí bị đẩy dạt ra khi tên lửa xé qua. Thứ ba là nhiệt, vì đi càng nhanh thì cọ vào không khí càng nóng.

Lớp vỏ đứng ra chịu cả ba thứ đó thay cho chiếc kính. Nó còn làm một việc thầm lặng hơn: cùng với các thiết bị hỗ trợ dưới mặt đất, nó giữ cho chiếc kính luôn ở trong môi trường sạch và ổn định mỗi lần đội kỹ thuật di chuyển kính giữa các toà nhà. Một hạt bụi rơi nhầm chỗ cũng đủ làm hỏng công sức nhiều năm.

Vài phút sau khi rời bệ, tên lửa lên đủ cao, không khí loãng đến mức không còn gây hại nữa. Lúc đó lớp vỏ hết việc. Nó tách làm hai nửa và rơi xuống, để chiếc kính đi tiếp. SpaceX dự định thu hồi cả hai nửa vỏ sau khi chúng về tới mặt đất.

Chỗ đậu đặc biệt trong không gian

Roman sẽ bay tới một nơi tên là điểm Lagrange 2 (Lagrange point 2), thường gọi tắt là L2, của hệ Mặt Trời và Trái Đất.

L2 không phải một hòn đảo hay một trạm dừng. Đó là một vị trí trong không gian, nơi lực hấp dẫn của Mặt Trời và lực hấp dẫn của Trái Đất phối hợp với nhau vừa khéo, khiến một con tàu ở đó giữ được vị trí tương đối ổn định so với Trái Đất. Giống như khi bạn kéo co mà hai bên cân sức, sợi dây gần như đứng yên.

Vì đứng yên tương đối nên chiếc kính không phải chạy theo, không phải chỉnh hướng liên tục. Nó cứ thế nhìn ra vũ trụ. Đó là lý do các đài quan sát mạnh thích chỗ này. Bản tin của NASA không nói L2 cách Trái Đất bao xa, nên bài này cũng không nói.

Hàng nghìn thế giới có thể đang chờ

Khi Roman bắt đầu làm việc, giới nghiên cứu kỳ vọng nó tìm ra hàng nghìn ngoại hành tinh (exoplanet). Ngoại hành tinh là hành tinh quay quanh một ngôi sao khác, nằm ngoài hệ Mặt Trời của chúng ta.

Hàng nghìn là bao nhiêu? Bạn thử nghĩ tới một ngôi trường lớn với một nghìn học sinh xếp hàng ở sân. Mỗi bạn trong hàng là một hành tinh mà loài người chưa từng biết tên.

Tìm được nhiều như vậy để làm gì? Vì một hai trường hợp lẻ thì chưa nói lên điều gì. Có một mẫu thật lớn, các nhà thiên văn mới trả lời được những câu như: kiểu hệ hành tinh nào là phổ biến, kiểu nào hiếm, và liệu có thế giới xa xôi nào giống những hành tinh gần ta hay không.

Roman còn nhắm tới hai bí ẩn lớn nhất của ngành nghiên cứu vũ trụ.

Thứ nhất là vật chất tối (dark matter). Không ai quan sát trực tiếp được nó. Nhưng lực hấp dẫn của nó lại định hình các thiên hà và những cấu trúc khổng lồ của vũ trụ. Giống như bạn nhìn thấy tấm rèm phồng lên rồi biết có gió, dù không nhìn thấy gió.

Thứ hai là năng lượng tối (dark energy). Đây là cái tên các nhà khoa học đặt cho thứ đang làm vũ trụ nở ra, mà lại nở ngày một nhanh hơn. Đặt tên rồi, nhưng nó là gì thì vẫn chưa ai biết.

Cách Roman đi tìm câu trả lời không phải là soi thật kỹ một điểm. Nó khảo sát những vùng trời rất rộng, rồi theo dõi vật chất và các thiên hà phân bố ra sao trong vũ trụ. Từ bản đồ đó, các nhà nghiên cứu hy vọng hiểu thêm vũ trụ đã thay đổi thế nào, và vì sao nó lại giãn nở nhanh dần.

Thử ở nhà trước khi nó thành chấm sáng

Bạn lấy thước đo sải tay của mình, tức khoảng cách từ đầu ngón tay này sang đầu ngón tay kia khi dang thẳng hai tay. Ghi con số ra giấy. Rồi tính xem cần bao nhiêu bạn nắm tay nhau mới đủ 13,1 mét, đúng bằng chiều cao lớp vỏ đang bọc chiếc kính.

Nhiều bạn hơn bạn tưởng đấy. Làm xong phép tính này, lần tới nhìn ảnh tên lửa rời bệ, bạn sẽ thấy cái chấm sáng nhỏ xíu kia thật ra to đến mức nào.

Còn một câu để nghĩ tiếp: nếu Roman tìm được một hành tinh giống Trái Đất, bạn muốn biết điều gì đầu tiên về nơi đó?

---

Một lưu ý về dữ kiện: dàn ý có nhắc con số 1,5 triệu ki lô mét tới L2 và phép so sánh với 1.300 chuyến bay Hà Nội vào Sài Gòn. Bản tin nguồn của NASA không nêu khoảng cách này, nên tôi đã bỏ ra và viết vòng ở đoạn về L2. Giờ phóng quy sang giờ Việt Nam thì giữ, vì đó là phép đổi múi giờ từ 7 giờ 26 phút EDT, không phải số liệu mới.

Lưu ý

Bài viết dựa trên tin khoa học đã công bố, viết lại cho bạn đọc nhỏ tuổi. Có chỗ nào con muốn tìm hiểu thêm thì rủ bố mẹ đọc cùng nhé.