Hệ thống sao Epsilon Aurigae

Khám phá một vì sao  bí mật trên trời, cất giữ đã gần 200 năm :

    Epsilon Aurigae là một hệ thống sao phức tạp 

                                                      G S Tôn Thất Trình

                                                        

                                                                “     Đêm qua ra đứng bờ ao,

                                                            Trông cá cá lặn , trông sao sao mờ … ”

                                                  Ca dao phải học thời tiểu học , mở lòng thiên văn học

Bản Đồ Sao Epsilon Aurigae

Thuở còn thơ ấu, được cha chỉ dẫn cho xem các Đại Hùng Tinh - Big Dipper , tiếng Pháp là Grand Ours và Tiểu Hùng Tinh-  Little Dipper, tiếng Pháp là Petit Ours và “cách đo” từ Tiểu Hùng Tinh đến Sao  Bắc Cực- Polaris ( tiếng Pháp là Etoile Polaire ) ở khung trời Quảng Trị, những đêm trong mùa hè, trời đầy sao. Mang máng nhớ rằng hinh như đâu đó cũng là Sao Mai - Sao Hôm ( ?), tuy sau đó đọc lén truyện “ Thuyết Đường”  lại được tác giả truyện giả sử Tàu bảo đó là sao thiên mệnh, Sao Kim ( Venus ) của Trình Giảo Kim trời sai xuống thế gian làm tướng cột trụ cho thời Đại Đường huy hoàng Trung Quốc xa xưa.

              Cách đây  gần 299 năm,  kể từ khi Johann Fritsch  lưu ý  ánh sáng bớt đi bất ngờ  đến từ  Epsilon Aurigae, một che khuất  bí hiểm, lạ kỳ của sao này, kéo dài trong 2 năm  và xảy ra cứ  27.1 năm một lần, đã làm bối rối các nhà thiên văn học. Mãi cho đến hôm nay , giải thích hiện tượng đó là một cặp sao đang đi vào quỉ đạo đến  việc cho rằng là một ngôi sao bị lỗ đen bay vào quỉ đạo. Ở hình đính kèm  che khuất mờ tối bí hiểm, theo các quan sát ở Núi - Mount Wilson, gần  thành phố Los Angeles , Nam Ca Li và sản xuất theo kỷ thuật  phát triễn ở viện đại học Michigan  trình bày rỏ  Epsilon Aurigae  trong thời kỳ bị che khuất hiện nay. Sao nhìn thấy được, cách xa Trái Đất 2000 năm ánh sáng- light years , bị mờ tối đi vì một đám mây mỏng, đậm đen.

           Hệ thống sao Epsilon Aurigae

            Ở mắt trần - naked eye , Epsilon Aurigae là một điểm chấm - pinpoint ánh sáng, nhưng các nhà thiên văn học lại xem đó là một hệ thống sao phức tap.  Chú thích ở hình  của  ngôi sao  mắt trần nhìn thấy được - visible star  là một vật thể căn bản của hệ thống , một ngôi sao  bị những đám mây khí hydrogen  cháy rực bao vỏ. Vài nhà thiên văn học   nói  nó còn già , lâu đời hơn  cả mặt trời  và đã mất tầng ngoài, khi sao chết dần đi.  Vài người khác  cho nó là một siêu khổng lồ  trẻ hơn nhiều. Dù rằng vật thể chưa bao giờ được  quan sát cả , Viễn vọng Kính Không gian Hubble  đã lượm được các  phát thải cực tím - ultra violet   trong đám mây , nghĩa là một  chỉ dẫn thông thường của các ngôi sao .  Các nhà thiên văn học   cũng đã biết là đám mây  sẽ không hiện diện,  nếu giữa trung tâm đám mây không có một vật thể  tạo ra một sức kéo trọng lực- gravitational pull.  Phần đám mây mỏng và đậm đen, hình dáng một bánh kếp bẹp dí- pancake nếu nhìn từ một bên cạnh, vật thể này  gồm carbon và silicon  bị bắt giữ trong một làn mù sương  các khí hydrogen và helium. Thành phần còn có thể  là vật liệu  do ngôi sao già đi tung ra hay vật liệu từ khi hệ thống sao được tạo ra. Vậy chớ  nó to bự như thế nào. Nếu đám mây  được đặt vào hế thống Thái dương ( Mặt Trời) của chúng ta , nó sẽ trải dài từ Mặt Trời đến còn xa hơn cả vị trí Sao Mộc -Jupiter nữa đó .

               Quan sát từ Núi Wilson

  Các quan sát do  6 viễn vọng kính  101.6 cm( 40 ngón - inches Anh ) trải dài trên khoảng cách  của ba sân  đá banh Mỹ . Xếp đặt cống hiến một  độ phân giải - resolution tốt hơn những viễn vọng kính  thế giới  lớn nhất chỉ làm bằng một gương duy nhất .  Ỏ 1- , 6 viễn vọng kính 40 ngón Anh thu thập ánh sáng  được chuyễn đường kênh bằng  các tấm gương suốt một loạt  những ống dẫn - conduits, đóng kín  nhờ chân không- vacuum - sealed ,đến một la bô tại trung tâm. Ở 2-,  một hệ thống  xe điện lăn - trolley   có các tấm gương di động được nới rộng hay làm ngắn lại các luồng ánh sáng  từ 6 viễn vọng kính cho nên mỗi luồng đều dài bằng nhau, đến gần sát một micron.  Ở 3-,  Một khi ánh sáng đã được  điều hòa và phối hợp, chúng được ghi chép kỷ thuật số.  Hơn 120 gigabytes được ghi chép sau 8 giờ quan sát . Ở 4- ,  dữ liệu  thu thập ở phòng kiểm soát  sau đó được phân tích và so sánh với các kiểu mẩu giả thuyết cho đến khi  sánh cùng được , biểu hiện  các đặc thù - specifications của ngôi sao .

        Ở hình 5 ,  các  lasers ánh sáng ngọc xanh lục được sử dụng   làm thẳng hàng  một dàn trải  của 6 viễn vọng kính  đem ánh sáng  ngôi sao vào độ phân giải chính xác .  Nếu ai đó   muốn  thiết lập một thương xá bán lẽ Wal- Mart trên Sao Hỏa - Mars, dàn trải có thể dùng để đếm  không gian  đậu xe ( phi thuyền ) .

     Sao ơi sao hởi , Epsilon Aurigae ơi , cớ chi sao mờ ?

      Khi đêm  đến trên Núi Wilson,  sao mọc  trong màn đêm đen đậm  tháng 12 năm 2010   và gió bắt đầu hú thổi. Brian Kloppenborg ngẩng mặt nhìn trời.  Đó là Sao Bắc  Cực Polaris .Về   phía đông Bắc  là  Đại Hùng Tinh  sáng chói và nhấp nhánh theo mắt trần . Nhưng đối với các viễn vọng kính  trên đỉnh núi,  chúng là một vết hoen ố ; ánh sáng chúng  bị   làm mờ đi  vì các dòng  bụi và không khí thổi ào ào. Nếu điều này vẫn y nguyên, thì  không còn quan sát gì được nữa đêm nay. Ông nói : ê kìa , ngay phía tay mặt của sao Capella , bạn thấy nó không ? Ông nhắm đèn pin  cao hơn  ngọn  thông và bạch dương - firs lắc lư  về phía ngôi sao nhấp nháy,  mờ mờ đến nỗi có thể bỏ quên mất đi. Ông tiếp : đúng là nó rồi.  Đúng là ngôi sao  Epsilon Aurigae !  Nhưng ông  thất vọng  vì không nhìn rỏ thêm được nữa vói điều kiện đêm nay. Đêm sau, ông mới đủ may mắn.   Từ năm 2008,  ông đã nghiên cứu nó, một láng giềng xa xôi của Trái Đất , thành công rực rở.

          Nằm trong đường chảy xoáy của giải Ngân Hà - Milky Way , cách xa Trái Đất 2000 năm ánh sáng như đã kể trên, Epsilon Aurigae  đã làm rối trí các nhà quan sát thiên văn vì ánh sáng lên xuống thất thường, lạ lùng.  Sau bảy lần  thăm viếng đỉnh, sử dụng  một dàn trải  viễn vọng kính  phức tạp nhất thế giới, Kloppenborg nhờ sự giúp đở  của một số nhà thiên văn khác, đã tiết lộ dần dần bí mật của ngôi sao. Khám phá đã giúp ông đạt đôi chút danh tiếng  - đăng tải  trên tạp chí khoa học Thiên Nhiên- Nature  và làm cho sao  Epsilon Aurigae rạng danh trong giới  thiên văn học.  Nó trở thành tụ điểm  các nhà thiên văn tài tử và chuyên nghiệp khắn thế giới,  một bài ca tự sự - ballad trữ tình nhạc rock” chúng ta là những  ngôi sao - we are the stars “  ,  một cảm hứng cho công trình nghệ thuật  có thể làm cho  phi thuyền trưởng Spock , du hành vũ trụ hảnh diện . Trước đây Epsilon Aurigae,  chỉ là một  tên quái đản trong bộ giáp trụ  màn đêm,  đã trở thành  một sao nổi tiếng, cách đây gần 200 năm, khi một bộ trưởng chánh phủ Đức  nhìn lên  khung trời Đức Quốc  và để ý tới   một cái gì lạ lùng trên trời đêm đầy sao.  Sao này , sáng đứng hàng thứ 5  trong chòm sao, đã bị mờ hẳn đi.  Johann Fritsch  viết ở niên giám sao - star almanacs :“ Có ai thấy điều này không ? ”  Câu hỏi mau lẹ  trở thành sau đó  một thách thức cho các nhà thiên văn đương thời ; họ đã ghi chép rỏ là  cứ 27. 1 năm là Epsilon Aurigae  mất đi  phân nữa sáng chói- brightness  trong gần  2 năm tròn.

               Họ đã cố tâm  giải thích hiện tượng  như thể là một hệ thống sao  . mỗi sao làm quỉ đạo cho sao kia theo một elip - ellipse   dài , nhàn hạ; thế nhưng có điều gì đó tỏ ra vô lý.  Khi một trong những vật thể đi  ngang qua trước mặt vật thể khác, ánh sáng không cư xử  như là phải làm  ở những hệ thống nhị nguyên - binary systems khác. Có lẽ, các nhà thiên văn biện cứ, khuất mờ là do một cái gì khác ngôi sao gây ra chăng ? Và với mỗi khuất mờ, những lý thuyết mới được nêu lên, hầu giải thích ánh sáng lên xuống. Đó là một bầy thiên thạch- meteorites, theo một nhà vật lý học thiên văn. Một nhà thiên văn khác cho đó là một lỗ đen - black hole.  Một  đám mây  bụi to lớn. Hay một đĩa  như thể những vòng - rings của Sao Thổ - Saturn. Nhưng không một ai biết chắc, vì lẽ từ Trái Đất nhìn lên , Epsilon Aurigae , tương tự các ngôi sao khác,  không phải là những vật thể mà là những chấm điểm  ánh sáng-  pinpoint of light mà các chiều đặc thù và dạng hình  chỉ có thể  tính ra bằng toán học và  đôi khi các con số có thể vắng mặt. Nếu ví thử sao có thể nhìn thấy rỏ hơn !...

           Kloppenborg   là một cử nhân vật lý học một trường đại học nhỏ bang Nebraska  ,  làm bán thời gian cho một  cung thiên văn - planetarium địa phương.   Nay ông đang làm  tiến sĩ vật lý học .  Ông đã khởi sự nghiên cứu  Epsilon Aurigae theo lời khuyên của giáo sư cố vấn, cũng đã được  một nhà khoa học NASA  khuyên khảo cứu  ngôi sao này năm 1980.  Vào thời gian ông làm xong luận đề tiến sĩ,  năm 2012, ông hy vọng là  sẽ biết được tuổi thọ của sao mà ông nghĩ rằng  đang ở cuối đời sống của sao, thảy đi tầng ngoài của sao, khi sao chầm chậm chết đi, tắt ngũm đi. Giải thích này  khác hẳn uyên bác  qui ước, thu lượm từ  các khuất mờ trước đó, cho rằng sao mắt trần nhìn thấy được  trẻ hơn và đốt cháy nhiều hơn một cách kiên trì, vững chắc. Đám mây bánh kếp bẹp dí - pancake  theo lý thuyết này  là những  mảnh  vụn còn lại  từ khi khai sinh  toàn thể hệ thống, hiện do sức kéo của một ngôi sao thứ hai bị che khuất hẳn, chụp bắt. Từ các mảnh vụn này, theo biện cứ, một hệ thống cung thiên văn planetarium có thể phát triễn . 

             ( Irvine , Nam Cali ngày 28 tháng giêng năm 2011 )