Khoảng cách giữa các vì sao – Làm thế nào để tính khoảng cách giữa các vì sao chắc hẳn là câu hỏi của nhiều người người. Vậy nên bài viết này htsolarxanh.com sẽ cung cấp tất cả các kiến thức về vấn đề này để các bạn có thể tự giải đáp được những thắc mắc trên.
Trước khi đi vào vấn đề chính là khoảng cách giữa các vì sao là bao nhiêu, thì mình sẽ giải thích qua cho các bạn một chút về việc làm thế nào để đo được khoảng cách giữa các vì sao nhé.
Đo khoảng cách giữa các ngôi sao bằng cách nào?
Khoảng cách giữa các ngôi sao thường được đo bằng đơn vị đo khoảng cách trong không gian gọi là “năm ánh sáng” (light-year). Một năm ánh sáng tương đương với khoảng cách mà ánh sáng di chuyển được trong vòng một năm. Cụ thể, một năm ánh sáng bằng khoảng cách khoảng 9,46 nghìn tỷ km.
Vậy các nhà thiên văn học tính toán khoảng cách giữa các ngôi sao bằng cách nào?
Theo Howstuffworks, phương pháp đầu tiên mà giới thiên văn học sử dụng là đạc tam giác.
Các nhà khoa học đã biết quỹ đạo trái đất quay xung quanh mặt trời có đường kính 300 triệu km. Người ta sẽ sử dụng kính viễn vọng để quan sát một ngôi sao nào đó trong khoảng thời gian một ngày, sau đó tiếp tục quan sát nó một lần nữa sau 6 tháng.
Các nhà thiên văn học sẽ dựa vào lần quan sát đầu tiên và lần thứ hai, khi trái đất quay nửa vòng quỹ đạo quanh mặt trời, để vẽ một tam giác có đỉnh là ngôi sao mà họ cần đo. Đáy của tam giác có chiều dài là 300 triệu km. Bằng cách xác định góc nhìn từ trái đất đến vật thể cùng sự khác biệt về ánh sáng giữa hai lần quan sát, con người sẽ tìm ra khoảng cách từ trái đất đến ngôi sao. Tuy nhiên, con người chỉ có thể áp dụng kỹ thuật đạc tam giác đối với các vật thể cách trái đất khoảng 400 năm ánh sáng.
Một kỹ thuật khác là “Phương pháp Parallax”.
Người ta sẽ lấy một ngôi sao gần trái đất làm chuẩn, sau đó sử dụng kính viễn vọng để quan sát đối tượng trong hai lần tương tự như kỹ thuật đạc tam giác. Dữ liệu từ những lần quan sát sẽ giúp các nhà khoa học vẽ hai hình tam giác có chung đỉnh là ngôi sao. Các nhà thiên văn học sử dụng phương pháp lượng giác để tính toán khoảng cách đến vật thể cần đo.
Theo Science Meets Religion, với kính viễn vọng Hubble, con người có thể áp dụng phương pháp Parallax để phát hiện những hành tinh ở khoảng cách tới 10.000 năm ánh sáng. Tuy nhiên, với những thiên hà nằm quá xa, giới thiên văn không thể tính toán bằng phương pháp đạc tam giác và Parallax, mà sử dụng kỹ thuật đo độ sáng dựa vào quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao đó.
Họ sử dụng các phương tiện kỹ thuật hiện đại để xác định quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Ánh sáng từ mỗi ngôi sao sẽ có quang phổ khác nhau tùy thuộc vào cường độ và khoảng cách. Dựa vào màu sắc, chuyên gia có thể xác định độ sáng thực tế của vật thể, sau đó so sánh với ánh sáng của ngôi sao làm chuẩn để tính toán khoảng cách đến trái đất. Kỹ thuật này có thể giúp con người xác định các vật thể cách trái đất hàng trăm triệu năm ánh sáng.
Một phương pháp đo khoảng cách giữa các ngôi sao nữa là: Cây nến chuẩn
Đây là kỹ thuật tính toán kiểu bậc thang bằng cách kết hợp các phương pháp đạc tam giác, Parallax và xác định quang phổ để xác định những ngôi sao hoặc thiên hà rất xa. Cây nến chuẩn có thể giúp giới thiên văn phát hiện các đối tượng thiên văn cách trái đất hàng tỷ năm ánh sáng.
Nhìn chung, các phương pháp đo khoảng cách trong không gian vũ trụ khá phức tạp, đòi hỏi sự am hiểu sâu về lượng giác và quang phổ ánh sáng cùng sự hỗ trợ của các phương tiện hiện đại như kính viễn vọng.
Theo báo cáo đăng trên chuyên san Science, mật độ trung bình của các ngôi sao trong vũ trụ vào khoảng 1,4/100 tỉ năm ánh sáng khối. Có nghĩa là khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao là 4.150 năm ánh sáng.
Vậy khoảng cách giữa các vì sao cụ thể là bao nhiêu?
Khoảng cách giữa các ngôi sao trong vũ trụ là rất lớn và đa dạng, tùy thuộc vào vị trí của chúng trong vũ trụ.Theo báo cáo đăng trên chuyên san Science, mật độ trung bình của các ngôi sao trong vũ trụ vào khoảng 1,4/100 tỉ năm ánh sáng khối. Có nghĩa là trung bình khoảng cách giữa các vì sao là 4.150 năm ánh sáng.
Tên và khoảng cách các ngôi sao đến Trái đất
Và dưới đây là tên các ngôi sao trong dải ngân hàng, cũng như khoảng cách giữa các vì sao đến Trái Đất
Mặt trời: Đây là ngôi sao đặc biệt, nằm ở trung tâm của hệ Mặt trời. Khoảng cách trung bình giữa Mặt Trời và Trái Đất xấp xỉ 149,6 triệu km, và mất 8 phút 9 giây để ánh sáng mặt trời tới được trái đất.
Sirius: Ngôi sao sáng nhất trong chòm sao Canis Majoris và cũng là ngôi sao sáng nhất trên thiên cầu. Ngôi sao Sirius nằm cách Trái Đất 8,7 năm ánh sáng.Canopus là ngôi sao sáng thứ hai trên thiên cầu và cách Trái Đất 313 năm ánh sáng.
Rigil Kentarus: Là ngôi sao gần Mặt Trời nhất, cách Mặt Trời 4,36 năm ánh sáng.
Arcturus: Là ngôi sao sáng thứ tư trên thiên cầu, cách Trái Đất 37 năm ánh sáng.
Vega: ngôi sao sáng thứ năm trên thiên cầu, cách Trái Đất 25 năm ánh sáng.
Capella: ngôi sao này cách Trái Đất là 42 năm ánh sáng.
Rigel: Đây là một ngôi sao siêu khổng lồ màu xanh dương được tìm thấy trong chòm sao Orion. Ngôi sao này cách Trái Đất 775 năm ánh sáng.
Procyon: Là ngôi sao sáng nhất của chòm sao Tiểu Khuyển và là ngôi sao lớn thứ bảy trên bầu trời, cách Trái Đất 11,25 năm ánh sáng. Khi mọc lên, Procyon luôn mọc trước sao Sirius (sao Thiên Lang).
Achernar: có hình dáng của một con quay của trẻ em, là một trong những ngôi sao méo mó nhất từng được quan sát thấy. Ngôi sao này cách Trái Đất 144 năm ánh sáng, nằm ở đầu phía Nam của chòm sao Eridanus, hay còn gọi theo tên khoa học là Alpha Eridani.
Agena: thường được gọi là Hadar, cách Trái Đất là 335 năm ánh sáng. Đây là ngôi sao sáng thứ 10 của thiên cầu, và thứ hai của chòm sao Centaurus có tên khoa học là Beta Centauri.
Deneb trong chòm Cygnus: Vào đêm đẹp trời, chúng ta có thể nhìn thấy ngôi sao Deneb trong chòm Cygnus, cách khoảng 32 triệu tỷ km. Đây là ngôi sao dễ thấy nhất trên bầu trời vào đêm mùa thu, mùa đông ở mọi nơi thuộc bắc bán cầu.
Những điều thú vị về các ngôi sao
Ngoài khoảng cách giữa các vì sao ra thì, các ngôi sao vẫn còn rất nhiều điều thú vị: Màu sắc, số lượng các ngôi sao,… Nếu bạn cũng muốn thêm về những điều thú vị này thì đừng bỏ qua những nội dung sau đây nhé:
Độ sáng các ngôi sao
Mỗi ngôi sao mà mắt người có thể nhìn thấy trên bầu trời đều lớn hơn và sáng hơn so với Mặt Trời nhiều lần. Trong khoảng 50 ngôi sao sáng nhất con người nhìn thấy bằng mắt thường trên Trái Đất, ngôi sao có độ sáng yếu nhất là Alpha Centauri. Tuy nhiên, nó vẫn sáng hơn Mặt Trời 1,5 lần và không thể dễ dàng nhìn thấy ở bắc bán cầu.
Số lượng quan sát được vào ban đêm
Vào những đêm không có trăng hoặc bất kỳ nguồn sáng nào khác xung quanh, một người có thị lực tốt nhìn thấy được khoảng 2.000 – 2.500 ngôi sao tại cùng một thời điểm. Vì vậy, nếu ai đó nói nhìn thấy hàng triệu ngôi sao trên bầu trời, đó chỉ là cách nói cường điệu.
Màu sắc
Trên thực tế, ngôi sao thay đổi màu sắc khi nhiệt độ của nó thay đổi. Màu đỏ đại diện cho nhiệt độ thấp nhất mà tại đó ngôi sao có thể phát sáng trong quang phổ nhìn thấy được. Những ngôi sao nóng hơn phát ra ánh sáng màu trắng, ngôi sao màu xanh lam có nhiệt độ nóng nhất.
Ngôi sao là những vật đen
Vật đen là đối tượng hấp thụ 100% tất cả bức xạ điện từ (ánh sáng, sóng vô tuyến…) khi chiếu vào nó. Trong trường hợp ngôi sao, nó hấp thụ toàn bộ năng lượng bức xạ đi tới, đồng thời phát ra bức xạ vào trong không gian nhiều hơn lượng hấp thụ nhiều lần. Vì vậy, chúng là vật đen phát ra ánh sáng mạnh mẽ. Vật đen hoàn hảo hơn là lỗ đen, nhưng nó dường như thật sự đen và không tỏa ra ánh sáng.
Không có ngôi sao màu xanh lá cây
Giới thiên văn không quan sát được màu xanh lá cây ở bất kỳ ngôi sao nào, ngoại trừ hiệu ứng quang học do kính thiên văn, hoặc tầm nhìn của người quan sát và mức độ tương phản. Ngôi sao phát ra quang phổ bao gồm cả màu xanh lá cây, nhưng kết nối mắt – não của con người hòa trộn màu sắc với nhau theo cách hiếm khi tạo ra màu xanh lá cây. Nó bị trộn lẫn với nhiều màu khác và ngôi sao hiện ra có màu trắng. Các màu thường gặp xếp theo thứ tự nhiệt độ thấp đến cao là đỏ, cam, vàng, trắng, xanh lam.
Màu sắc của Mặt Trời
Mặt Trời có nhiệt độ bề mặt hơn 5.800 độ C, tương ứng với bước sóng lục-lam (khoảng 500 nano mét). Tuy nhiên, khi mắt người quan sát các màu sắc, Mặt Trời lúc này xuất hiện ở dạng màu trắng hoặc thậm chí là màu trắng hơi vàng.
Mặt Trời là một ngôi sao lùn
Những ngôi sao tạo ra năng lượng bằng cách duy trì và tổng hợp hydro bao gồm sao lùn, sao lớn và sao siêu lớn. Sao lớn và sao siêu lớn đại diện cho giai đoạn cuối của ngôi sao, còn phần lớn các ngôi sao có kích thước nhỏ hơn thuộc giai đoạn trưởng thành về mặt tiến hóa gọi là ngôi sao lùn. Mặt Trời là một ngôi sao lùn, đôi khi nó còn được gọi là “vàng lùn”.
Ngôi sao không sáng nhấp nháy
Các ngôi sao trông có vẻ sáng nhấp nháy, đặc biệt khi chúng xuất hiện gần đường chân trời. Khi ánh sáng từ một ngôi sao chiếu qua bầu khí quyển nhiễu loạn của Trái Đất, nó phải chiếu xuyên qua nhiều lớp không khí khác nhau nên bị thay đổi về màu sắc và cường độ sáng, khiến chúng dường như sáng nhấp nháy. Hiện tượng này không xảy ra nếu chúng ta quan sát ngôi sao ở phía trên bầu khí quyển Trái Đất.