Vì sao các nhà thiên văn phải chụp ảnh các ngôi sao?

Chụp ảnh là cách để chúng ta lưu giữ những kỉ niệm đẹp và lâu dài. Vậy các nhà thiên văn chụp ảnh các ngôi sao trên trời để làm gì? Thì ra, rất nhiều hiện tượng thiên văn chỉ xuất hiện trong khoảnh khắc. Ví dụ một ngôi sao mới có độ sáng đột ngột tăng lên gấp hàng triệu lần chỉ trong vài ngày. Sao băng thì lướt qua bầu trời trong vài giây rồi biến mất. Có những hiện tượng thiên văn cực kì hiếm, chẳng hạn ở một địa phương nào đó, 200 - 300 năm mới xuất hiện nhật thực toàn phần một lần, mà thời gian lâu nhất cũng chỉ vài phút. Sao chổi sáng có khi mấy chục năm, thậm chí lâu hơn mới gặp một lần. Nếu không chụp ảnh để lưu lại, chỉ dựa vào ấn tượng cá nhân hoặc tài liệu ghi chép thì giá trị khoa học sẽ rất hạn chế.

Một đặc điểm khác của hiện tượng thiên văn là ánh sáng từ nhiều ngôi sao rất yếu. Khi quan trắc, ánh sáng ấy bị phân tán trên một dải phổ, nếu nhìn từng vạch phổ bằng mắt thường thì rất mờ. Nếu dùng kính viễn vọng thiên văn kéo dài thời gian chụp ảnh, tác dụng tích luỹ ánh sáng của phim cảm quang sẽ bù lại phần ánh sáng yếu này, khiến hình ảnh rõ hơn. Chụp ảnh còn có ưu điểm là ghi nhận được cả tia tử ngoại và hồng ngoại nằm ngoài phạm vi mắt thường. Nhờ vậy, tầm nhìn quang phổ đối với các hằng tinh được mở rộng. Hơn nữa, trên bầu trời các sao dày đặc, nhiều đến mức khiến người quan sát loá mắt và khó xác định. Vì vậy, khi vẽ bản đồ sao, các nhà thiên văn phải dùng phương pháp chụp ảnh, vừa khách quan vừa chính xác. Nếu chỉ dùng mắt thường để vẽ vị trí của hàng nghìn, hàng vạn ngôi sao thì vô cùng khó khăn, gần như không thể tưởng tượng nổi. Do đó, chụp ảnh các ngôi sao là phương pháp không thể thiếu trong quan trắc thiên văn, và cho đến nay vẫn là một trong những biện pháp cơ bản nhất. Có thể nói, phần lớn những phát hiện quan trọng của thiên văn học cận đại đều có công lao của kĩ thuật chụp ảnh.

Chụp ảnh sao không giống chụp ảnh thông thường. Khi chụp người hoặc phong cảnh, thường chỉ cần bấm máy một cái là xong, thời gian phim cảm quang rất ngắn, chỉ một phần mấy trăm hoặc một phần mấy chục giây. Còn chụp ảnh các ngôi sao thì cần vài giây, thậm chí vài giờ. Thời gian cảm quang kéo dài là đặc điểm của chụp ảnh thiên văn. Ngoài ra, các đài thiên văn thường dùng phim khô dạng kính ảnh, vì quan trắc thiên văn đòi hỏi độ chính xác rất cao. Ví dụ, khi đo bước sóng của vạch phổ hoặc đo vị trí tương đối của các ngôi sao, độ chính xác cần đạt tới một phần vạn milimét, nên phải dùng kính ảnh để tránh biến dạng.

Ngày nay, kĩ thuật chụp ảnh số đang phát triển mạnh và sẽ dần thay thế kĩ thuật chụp ảnh bằng phim thông thường. Nguyên lí của máy ảnh số về cơ bản giống với thiết bị quan trắc thiên văn, và cũng đang từng bước thay thế kĩ thuật chụp ảnh thiên văn cổ điển. Mục đích làm việc của chúng là như nhau, chỉ khác ở chỗ hiệu quả chụp ảnh ngày càng tốt hơn.