Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học đã có thể nhìn thấy hình ảnh một ngôi sao bẻ cong ánh sáng phát ra từ một ngôi sao khác, khiến cho nó dường như bị thay đổi vị trí trên bầu trời. Đó thật sự là một khám phá lớn và quan trọng bởi ngay cả Albert Einstein cũng không nghĩ rằng con người có thể quan sát được hiện tượng này. Giờ đây, chúng ta đã có thể chứng minh suy đoán của Einstein đã sai (nhưng lý thuyết của ông vẫn đúng), trong khi các nhà khoa học hy vọng họ có thể sớm có nhiều phát hiện hơn nữa đồng thời ứng dụng những gì vừa quan sát được trong việc tìm hiểu các ngôi sao khác trong vũ trụ của chúng ta.
Einstein lần đầu tiên đưa ra giả thiết về cái gọi là sự "khuếch đại hấp dẫn" trong thuyết tương đối rộng. Với khái niệm này, Einstein cho rằng trọng lực về cơ bản hoạt động như một thấu kính với khả năng điều khiển ánh sáng. Các vật thể siêu nặng và siêu dày đặt, chẳng hạn như những ngôi sao và các lỗ đen vũ trụ đều có một khoảng không gian và thời gian xung quanh chúng. Khoảng không - thời gian này có thể đóng vai trò như một thấu kính, làm biến đổi đường đi của ánh sáng trong vũ trụ.
Cụ thể, hiện tượng ngày có thể xảy ra khi một ngôi sao "nguồn" đi ngang qua một ngôi sao khác - "thấu kính", dọc theo hướng nhìn của chúng ta từ Trái Đất. Trọng lực từ thấu kính bẻ cong ánh sáng nguồn, làm cho ánh sáng truyền để Trái Đất trở nên sáng hơn và bị méo mó. Để hiện tượng này xảy ra, cần có những ngôi sao nằm cách nhau rất xa và xếp thành hàng một cách hoàn hảo. Đó là lý do vì sao Einstein từng viết "không có hy vọng gì trong việc quan sảt trực tiếp hiện tượng này".
Tuy nhiên, công nghệ kính thiên văn của chúng ta đã tinh vi và phức tạp hơn rất nhiều so với thời của Einstein, đó là điều cho phép các nhà khoa học có thể quan sát thứ mà nhà vật lý thiên tài nghĩ chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy. Năm 2014, một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble đã quan sát thấy hiện tượng này khi một ngôi sao lùn trắng dày đặt băng ngang qua một ngôi sao khác cách nó hàng ngàn năm ánh sáng.
Einstein lần đầu tiên đưa ra giả thiết về cái gọi là sự "khuếch đại hấp dẫn" trong thuyết tương đối rộng. Với khái niệm này, Einstein cho rằng trọng lực về cơ bản hoạt động như một thấu kính với khả năng điều khiển ánh sáng. Các vật thể siêu nặng và siêu dày đặt, chẳng hạn như những ngôi sao và các lỗ đen vũ trụ đều có một khoảng không gian và thời gian xung quanh chúng. Khoảng không - thời gian này có thể đóng vai trò như một thấu kính, làm biến đổi đường đi của ánh sáng trong vũ trụ.
Cụ thể, hiện tượng ngày có thể xảy ra khi một ngôi sao "nguồn" đi ngang qua một ngôi sao khác - "thấu kính", dọc theo hướng nhìn của chúng ta từ Trái Đất. Trọng lực từ thấu kính bẻ cong ánh sáng nguồn, làm cho ánh sáng truyền để Trái Đất trở nên sáng hơn và bị méo mó. Để hiện tượng này xảy ra, cần có những ngôi sao nằm cách nhau rất xa và xếp thành hàng một cách hoàn hảo. Đó là lý do vì sao Einstein từng viết "không có hy vọng gì trong việc quan sảt trực tiếp hiện tượng này".
Tuy nhiên, công nghệ kính thiên văn của chúng ta đã tinh vi và phức tạp hơn rất nhiều so với thời của Einstein, đó là điều cho phép các nhà khoa học có thể quan sát thứ mà nhà vật lý thiên tài nghĩ chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy. Năm 2014, một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble đã quan sát thấy hiện tượng này khi một ngôi sao lùn trắng dày đặt băng ngang qua một ngôi sao khác cách nó hàng ngàn năm ánh sáng.
Những ngôi sao này không hẳn là nằm trên cùng một đường thẳng, nhưng vị trí sắp xếp của chúng đủ để khiến cho ngôi sao nằm phía sau nó xuất hiện trên bầu trên như một vòng tròn nhỏ. "Nó trông giống như ngôi sao lùn đã đẩy ngôi sao kia ra xa", Terry Oswalt, một nhà thiên văn tại Đại học hàng không Embry - Riddle, người đã không tham gia vào nghiên cứu cho biết. "Tất nhiên, điều đó không xảy ra nhưng nhìn thì giống như thế".
Thông qua chuyển động của sao nền, các nhà khoa học cũng đã có thể đo đạc khối lượng của ngôi sao lùn trắng băng ngang nó nhờ ứng dụng một kỹ thuật mới. Theo nhóm nghiên cứu, đó không phải là lần duy nhất họ tiến hành các phép đo như vậy. Giờ đây, với việc phát hiện ra thấu kính hình thành bởi không - thời gian xung quanh một ngôi sao, các nhà khoa học hy vọng họ có thể có nhiều khám phá hơn với kính thiên văn tại mặt đất cũng như kính thiên văn ngoài không gian sắp sửa đi vào hoạt động.
"Điều này đã mở ra một lĩnh vực mới", Kailash Sauhu, nhà thiên văn học đang làm việc tại Viện khoa học kính thiên văn vũ trụ, cho biết. "Chưa ai thử thực hiện điều này trước đây bởi nó là một kỹ thuật mới. Nó cho chúng ta một thước đo độc đáo và trực tiếp để đo khối lượng của một ngôi sao". Trọng lực hấp dẫn chỉ là một trong số nhiều hiện tượng xảy ra khi một vật thể khổng lồ đi qua trước mặt một nguồn sáng. Toàn bộ các thiên hà được cho là đã làm biến dạng ánh sáng từ những thiên hà khác. Và thỉnh thoảng, một vật thể có thể tách ánh sáng phát ra từ vật thể nền, tạo thành 4 hình ảnh khác nhau thường được biết đến với khái niệm ảo ảnh Einstein Cross.
Trọng lực hấp dẫn có thể được hiểu là một dạng đặc biệt của hiện tượng này. Cụ thể, một ngôi sao đã di chuyển đằng sau một vật thể khác đã được làm cho nổi bật và khuếch đại lên, biến nó thành một thứ trông sáng hơn so với thực tế. Điều này khá phổ biến trong vòng 20 năm qua khi các nhà khoa học đang cố gắng tìm kiếm các ngoại hành tinh và vật chất tối, bởi hiện tượng trên đã làm cho các vật thể ở xa xôi trở nên sáng hơn và do đó chung ta mới có thể quan sát được.
Trên thực tế, Einstein từng dự đoán nếu 2 ngôi sao xếp thẳng hàng nhau, ngôi sao nền sẽ xuất hiện trên trời như một vòng hào quang xung quanh ngôi sao nằm trước. Chúng từ vẫn chưa nhìn thấy hiện tượng hoàn hảo này từ các ngôi sao nằm bên ngoài Hệ Mặt Trời. Nhưng khám phá vừa thực hiện là thứ gần với lý thuyết đó nhất mà chúng ta từng thấy. Thật ra, một dạng khác của hiện tượng này đã được con người chứng kiến rất lâu nhờ Mặt Trời - Nhật thực. Trọng lực của Mặt Tròi đủ để uốn cong ánh sáng của các ngôi sao nền, theo Oswalt.
"Dĩ nhiên, ánh sáng rất mạnh từ Mặt Trời khiến bạn không thể nhìn thấy những ngôi sao nằm cạnh trên bầu trời, mặc dù chúng vẫn ở đó". Bởi vậy, trong suốt nhật thực toàn phần xảy ra vào năm 1919, các nhà thiên văn đã có thể xác định vị trí của các ngôi sao nằm bên cạnh Mặt Trời khi nó bị che bởi Mặt Trăng, từ đó đối chiếu vị trí của các ngôi sao này khi chúng xuất hiện vào ban đêm. Chắc chắn rằng vị trí những ngôi sao gần như đã thay đổi, cho thấy sự biến dạng gây ra bởi Mặt Trời.
Gần 100 năm sau, không ai còn nhìn thấy sự thay đổi vị trí của các ngôi sao này sao với sao khác như trước đó nữa. Nhưng trong nhiều năm qua, Sahu và các cộng sự của ông đã tìm kiếm những ngôi sao trên trời có thể xếp thẳng hàng và tạo thành hiệu ứng tương tự nhưng bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta. Để làm được điều này, ông đã xác định được 5.000 ngôi sao chuyển động với phạm vi rộng lớn nhất trên bầu trời đêm. "Nếu chúng có không gian chuyển động lớn, cơ hội nó đến gần một ngôi sao nền sẽ cao hơn", Suhu nói.
Sau khi thực hiện đầy đủ các bước chuẩn bị, nhóm của Sahu đã tìm được 3 ứng cử viên hàng đầu có thể tạo ra khuếch đại hấp dẫn. Một trong số đó là ngôi sao lùn trắng màng tên Stein 2051 B, được dự đoán có thể băng ngang một ngôi sao khác vào tháng 3/2014. Nhờ Hubble, các nhà thiên văn có thể quan sát được ngôi sao này nhiều lần trước và sau khi chúng đi ngang qua sao nền. Và đúng như những gì Einstein nghĩ, ngôi sao nằm ở xa hơn đã bị dịch chuyển vị trí khi sao lùn trắng băng ngang nó. "Việc đó giống như bạn đang cố đo đạc cách con đom đóm này băng qua 1/4 cạnh của một bóng đèn đang sáng", Sohu mô tả. Tuy nhiên, công việc tưởng chừng như mò kim đáy bể này đủ để giúp cho nhóm nghiên cứu biết được Stein 2051 B thật ra to lớn như thế nào.
Quảng cáo
Cho đến nay, việc xác định khối lượng của một ngôi sao lùn trắng khá khó khăn. Thiên thể này được cho là tàn sư còn sót lại từ những ngôi sao chết và kích thước rất nhỏ của chúng khiến cho việc nhìn thấy và phân tích trở nên nan giải. Trước Stein 2051 B, chỉ có 3 ngôi sao trắng từng được đo khối lượng. Sahu cho rằng kỹ thuật đo khối lượng sao nhờ vào khuếch đại hấp dẫn chính xác hơn nhiều so với các kỹ thuật khác, bởi nó liên quan đến hiệu ứng xảy ra do một sao này gây ra cho sao khác.
Theo kế hoạch, phép đo mới sẽ được dùng để tính toán khối lượng của Proxima Centauri - ngoại hành tinh chỉ cách Hệ Mặt Trời của chúng ta 4,2 năm ánh sáng. Sắp tới, sẽ có thêm nhiều kính viễn vọng khổng lồ và đầy mạnh mẽ đi vào hoạt động, lúc bấy giờ, kỹ thuật mới sẽ càng có thể phát huy tác dụng trong việc xác định khối lượng của một hành tinh.
Có nhiều yếu tố để xác định xem một hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống hay không nhưng một trong những yếu tố quan trọng nhất chính là khối lượng. Có thông tin về khối lượng, chúng ta sẽ đoán được chúng có cấu tạo như thế nào và thậm chí có thể biết được các đặc tính của hành tinh. Vì vậy, sự phát triển của các công nghệ xác định khối lượng ngoại hành tinh sẽ giúp ích rất nhiều cho chúng ta trong công cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất, để biết rằng liệu con người có cô đơn trong vũ trụ vô tận này...
Tham khảo: The Verge
