Tại sao chúng ta chỉ thấy ngôi sao nhấp nháy trên bầu trời, còn hành tinh thì không?

Ngôi sao và các hành tinh nhìn từ trái đất

Theo nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam (VACA), vào những đêm đẹp trời, người Việt có thể thấy rất nhiều ngôi sao trên bầu trời đêm và lẫn trong đó có thể có một vài hành tinh của hệ mặt trời.

HUY HYUNH

Nếu nhìn kỹ, nhiều người sẽ nhận ra một khác biệt cơ bản: các ngôi sao dường như luôn nhấp nháy, còn các hành tinh thì dường như có độ sáng cố định và ít dao động.

Theo ông Sơn, tất nhiên, chúng ta đều biết rằng sao là những khối khí đủ lớn để tự phát ra ánh sáng nhờ phản ứng nhiệt hạch ở trung tâm của chúng, còn các hành tinh chỉ đơn giản là phản xạ ánh sáng từ mặt trời.

“Tuy nhiên, việc đó không có mối liên hệ nào ở đây, vì mắt chúng ta không có khả năng phân biệt được nguồn gốc của hai ánh sáng đó”, nhà nghiên cứu nói.

Trên thực tế, tỷ lệ cao các ngôi sao trong vũ trụ là sao biến quang (variable star), có nghĩa là độ sáng của chúng có thể thay đổi theo thời gian, do biến đổi trong chu kỳ hoạt động hoặc do sự che khuất của các thiên thể khác (ngay cả mặt trời cũng là sao biến quang, nó có chu kỳ 11 năm và trong giai đoạn đó độ sáng của nó có biến đổi dù không rõ nét).

HUY HYUNH

Tuy nhiên, chuyên gia nói rằng đó cũng không phải lý do của sự nhấp nháy, vì sự biến đổi độ sáng của các ngôi sao không diễn ra nhanh như thế mà mất nhiều tuần, nhiều tháng hay thậm chí nhiều năm. Đằng này, chúng ta thấy các sao có sự nhấp nháy liên tục.

Điều gì tạo ra hiệu ứng nhấp nháy của các ngôi sao?

Nhà nghiên cứu cho biết khi quan sát bầu trời, chúng ta nhìn các ngôi sao và hành tinh khi ánh sáng của chúng đã đi xuyên qua bầu khí quyển rất dày của trái đất. Bầu khí quyển này gồm có nhiều lớp với thành phần và mật độ khác nhau. Việc đó khiến ánh sáng từ các sao và hành tinh bị khúc xạ nhiều lần trước khi tới được với mắt của bạn.

Mọi việc sẽ chẳng có vấn đề gì nếu khí quyển hoàn toàn tĩnh lặng, giống như khi bạn nhìn mọi vật qua một tấm kính. Nhưng khí quyển trái đất không như vậy mà liên tục chuyển động, thậm chí mỗi lớp khí lại có chuyển động khác nhau. Điều đó khiến cho tia sáng không ổn định mà có sự dao động về vị trí và mật độ.

HUY HYUNH

“Bây giờ, hãy thử nhớ tới những lần bạn chụp ảnh và đôi khi tấm ảnh không được như mong muốn do việc rung tay khiến hình ảnh bị nhòe. Trong kỹ thuật chụp ảnh, người ta thường phải chỉnh tốc độ cửa trập (shutter speed) sao cho đủ nhanh để chống lại những rung động mà không một con người nào tránh được hoàn toàn khi dùng tay cầm máy, hoặc là khi chụp những vật thể chuyển động.

Đó là bởi khi có dao động, ánh sáng từ một điểm của vật thể khi đi qua ống kính có thể trở thành hai (hoặc nhiều hơn) điểm tạo ảnh, hoặc đôi khi không tạo ra điểm nào, khoảng thời gian trống của cửa trập đủ để ánh sáng từ cùng một điểm đi qua nó nhiều hơn 1 lần, hoặc ngược lại có thể chệch hẳn ra ngoài. Đó chính là lý do mà bạn thấy những bức ảnh chụp rung tay hoặc chụp chuyển động bằng những máy ảnh/điện thoại có tốc độ cửa trập thấp thường bị nhòe”, ông Sơn lấy ví dụ.

Theo đó, mắt của con người cũng tương tự như vậy. Giống như cửa trập của một máy ảnh tương đối tốt, mắt của chúng ta có thể ghi nhận được sự thay đổi của hình ảnh trong khoảng thời gian từ 1/200 tới 1/100 giây (tùy đặc điểm bẩm sinh và tình hình sức khỏe/độ tuổi).

“Với chuyển động nhiễu loạn của các lớp không khí trong khí quyển của trái đất, bạn luôn thấy các ngôi sao nhấp nháy vì mắt bạn lúc này giống như một chiếc máy ảnh đang nhắm tới một vật thể cực nhỏ và chuyển động rất nhanh, đôi khi nó sẽ thu được đầy đủ ánh sáng từ đó, đôi khi không thu được gì và đôi khi khác lại thấy nó là hai hình ảnh rất gần nhau. Việc đó tạo ra hiệu ứng nhấp nháy của các ngôi sao”, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam (VACA) lý giải.

Còn các hành tinh?

Để lý giải cho việc tại sao các hành tinh không nhấp nháy trong khi ánh sáng từ chúng cũng đi qua khí quyển trái đất giống như các ngôi sao, ông Đặng Vũ Tuấn Sơn nói rằng câu trả lời nằm ở kích thước biểu kiến của chúng.

“Các sao là những vật thể rất lớn so với các hành tinh, nhưng chúng ở quá xa. Vì thế từ trái đất, chúng ta nhìn thấy chúng chỉ là một điểm sáng duy nhất. Điểm sáng đó dễ dàng nhấp nháy vì hiện tượng như nêu trên. Trong khi đó, các hành tinh ở gần hơn rất nhiều. Chúng xuất hiện dưới dạng một đĩa sáng có kích thước, chẳng qua chúng nhỏ nên bạn khó nhìn thấy được bằng mắt thường”, nhà nghiên cứu phân tích.

Bạn có thể kiểm chứng điều này bằng cách dùng kính thiên văn. Một chiếc kính chỉ phóng đại 20 tới 30 lần cũng đủ để bạn thấy các hành tinh dưới dạng một đĩa có độ sáng ổn định, trong khi các ngôi sao thì dù có phóng đại hàng trăm lần cũng chỉ là những điểm sáng.

HUY HYUNH

Mặc dù ánh sáng từ mỗi điểm của hành tinh vẫn có sự dao động và nhấp nháy, nhưng việc biến mất hoàn toàn không thể xảy ra với cùng lúc tất cả mọi điểm sáng đó, vì thế chúng cho ra một hình ảnh tương đối ổn định - giống như một bức ảnh hơi nhòe ở rìa nhưng vẫn cho ra hình ảnh mà bạn thấy được tương đối rõ ràng.

Khi các hành tinh ở gần chân trời, ánh sáng từ chúng phải đi qua khí quyển dày hơn, hoặc khi khí quyển đang có rất nhiều nhiễu động, bạn có thể thấy ánh sáng từ các hành tinh cũng không ổn định, nhưng chúng không hề có những điểm cực ngắn bỗng biến mất hoặc tối hẳn đi như những ngôi sao.

“Trong nhiều nền văn hóa, nhất là ở phương Tây, những ngôi sao nhấp nháy thường được nhắc tới như một hình ảnh lãng mạn. Hiểu hơn về cơ chế phía sau của chúng là cách để bạn thấy được vẻ đẹp và sự lãng mạn thực sự của vật lý và thế giới tự nhiên”, ông Đặng Vũ Tuấn Sơn bày tỏ.