Thế nào kính viễn vọng vô tuyến?

Năm 1931 - 1932, kỹ sư vô tuyến người Mỹ Jansky dùng máy thu sóng ngắn và anten định hướng để nghiên cứu các tín hiệu từ xa thì phát hiện một dạng nhiễu rất kỳ lạ. Cường độ nhiễu biến đổi dần trong chu kỳ 24 giờ. Điều lạ hơn là mỗi khi anten hướng về một phương nhất định, nhiễu lại mạnh hơn. Về sau, người ta phát hiện phương ấy trùng với tâm hệ Ngân Hà, nơi mật độ các ngôi sao rất dày. Đó là lần đầu tiên con người thu được sóng vô tuyến đến từ các thiên thể.

Phát hiện này gây hứng thú mạnh mẽ. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật vô tuyến, về sau người ta còn phát hiện sóng vô tuyến đến từ Mặt Trời, Mặt Trăng, các hành tinh, các hệ sao và nhiều loại thiên thể khác. Việc ứng dụng kỹ thuật vô tuyến đã đem lại sức sống mới cho ngành thiên văn học, hình thành một nhánh mới là thiên văn vô tuyến.

Dùng kính viễn vọng quang học, ta chỉ nhìn thấy ánh sáng khả kiến chứ không nhìn thấy sóng vô tuyến. Vì vậy, ngay từ khi ra đời, thiên văn vô tuyến đã gắn chặt với kính viễn vọng vô tuyến, loại thiết bị có thể thăm dò các thiên thể bằng sóng vô tuyến.

Kính viễn vọng vô tuyến gồm một anten định hướng và một hệ máy thu có độ nhạy cao. Anten có tác dụng giống như thấu kính hoặc gương phản xạ của kính viễn vọng quang học: nó tập trung thu sóng vô tuyến do các thiên thể phát ra. Máy thu đóng vai trò giống như mắt người hoặc phim ảnh, nhận sóng vô tuyến đã tập trung trên anten, rồi biến đổi, khuếch đại và ghi lại tín hiệu. Ngày nay, kính viễn vọng quang học lớn nhất thế giới có gương phản xạ đường kính khoảng 10 m, có thể quan sát những thiên thể cách xa hơn 10 tỉ năm ánh sáng.

Kính viễn vọng vô tuyến ít bị ảnh hưởng bởi tầng khí quyển hơn, có thể quan trắc cả ban ngày lẫn ban đêm. Kỹ thuật hiện đại cho phép chế tạo các kính viễn vọng vô tuyến có nhiều anten và đường kính lớn. Trên thế giới đã có kính viễn vọng vô tuyến có anten đường kính 100 m, lớn gấp 10 lần so với đường kính của kính viễn vọng quang học lớn nhất. Nhờ vậy, kính viễn vọng vô tuyến có thể giúp ta quan sát các thiên thể ở khoảng cách hàng chục tỉ năm ánh sáng.

Nhiều thiên thể có khả năng phát sóng vô tuyến mạnh hơn rất nhiều so với ánh sáng nhìn thấy. Ví dụ, sao “Thiên Nga A” nổi tiếng có năng lực phát sóng vô tuyến lớn hơn Mặt Trời tới hơn một tỉ lần. Vì vậy, có những thiên thể cực kỳ xa và mờ mà kính viễn vọng quang học không nhìn thấy, nhưng kính viễn vọng vô tuyến vẫn có thể phát hiện.

Ngoài ra, trong vũ trụ có nhiều đám mây bụi làm suy yếu ánh sáng của các thiên thể xa xăm. Sóng vô tuyến có bước sóng dài hơn ánh sáng rất nhiều, nên bị mây bụi ảnh hưởng ít hơn.

Chính nhờ những ưu thế ấy, kính viễn vọng vô tuyến phát huy được sức mạnh đặc biệt. Chỉ với nó, con người mới có thể phát hiện nhiều thiên thể xa xăm, tối mờ và khám phá sâu hơn những bí mật ở vùng xa của vũ trụ.