Sao băng là vệt sáng do một hạt bụi nhỏ từ vũ trụ lao vào khí quyển Trái Đất với vận tốc rất lớn và bốc cháy; mưa sao băng là những đêm Trái Đất đi xuyên qua dải bụi do một sao chổi để lại, nên số sao băng tăng lên rõ rệt. Phần lớn hạt bụi gây ra sao băng chỉ cỡ hạt cát, cháy hết ở độ cao vài chục đến hơn trăm cây số, không bao giờ chạm đất.
Mưa sao băng là hiện tượng thiên văn dễ xem nhất: không cần dụng cụ, không cần kính lọc, chỉ cần chỗ tối và kiên nhẫn. Bài này giải thích mối liên hệ giữa sao chổi và mưa sao băng, giới thiệu các trận lớn lặp lại hằng năm, chỉ ra cách xem để thấy nhiều nhất, và cách biến một đêm ngắm thành một lần đếm có giá trị khoa học.
Sao chổi để lại bụi, Trái Đất đi xuyên qua
Sao chổi là những khối băng trộn bụi và đá, kích thước thường vài cây số, đi quanh Mặt Trời trên quỹ đạo dẹt. Ở xa Mặt Trời, chúng lạnh và tối. Khi đến gần, nhiệt làm băng thăng hoa, khí và bụi phụt ra tạo thành phần đầu mờ bao quanh nhân và hai cái đuôi: đuôi bụi cong, màu vàng nhạt, và đuôi khí mảnh, hơi xanh. Cả hai đuôi luôn hướng ra xa Mặt Trời, vì áp suất ánh sáng và gió Mặt Trời đẩy chúng, chứ không phải kéo theo phía sau như khói của một chiếc xe.
Mỗi lần đi qua gần Mặt Trời, sao chổi rải lại một lượng bụi dọc theo quỹ đạo của nó. Qua hàng trăm, hàng nghìn năm, bụi ấy giãn ra thành một dải dài bao quanh quỹ đạo. Nếu quỹ đạo của Trái Đất cắt ngang dải bụi đó, thì cứ đến cùng thời điểm mỗi năm, Trái Đất lại đi xuyên qua, và hàng loạt hạt bụi đâm vào khí quyển. Vì thế các trận mưa sao băng lặp lại vào gần như cùng ngày dương lịch mỗi năm.
Ví dụ dễ nhớ: trận mưa sao băng tháng tám mang tên chòm Anh Tiên có nguồn gốc từ sao chổi Swift–Tuttle; còn sao chổi Halley, chỉ ghé gần Mặt Trời khoảng bảy mươi sáu năm một lần, để lại bụi gây ra hai trận mưa sao băng nhỏ hơn vào tháng năm và tháng mười. Riêng trận Song Tử tháng mười hai là trường hợp đặc biệt, nguồn bụi được cho là một vật thể trông giống tiểu hành tinh có tên Phaethon.
Những khái niệm cần phân biệt
Sao băng không phải là sao. Ngôi sao thật là mặt trời ở cách xa hàng năm ánh sáng, không bao giờ rơi. Sao băng chỉ là vệt sáng trong khí quyển, kéo dài một hai giây. Không khí bị nén và nóng lên dữ dội phía trước hạt bụi, làm hạt bụi và chính không khí xung quanh phát sáng.
Thiên thạch là phần rơi được xuống đất. Phần lớn sao băng cháy hết. Chỉ những mảnh đá lớn hơn, thường từ tiểu hành tinh chứ không phải sao chổi, mới có thể sống sót qua khí quyển và rơi xuống mặt đất; mảnh rơi được tìm thấy gọi là thiên thạch. Trong các trận mưa sao băng, gần như không có thiên thạch nào rơi xuống, vì bụi sao chổi rất nhỏ và xốp.
Điểm xạ. Trong một trận mưa sao băng, nếu kéo dài các vệt về phía sau, chúng như cùng toả ra từ một điểm trên bầu trời gọi là điểm xạ. Đây là hiệu ứng phối cảnh, giống như đường ray song song trông như gặp nhau ở xa. Tên trận mưa đặt theo chòm sao chứa điểm xạ: Anh Tiên, Song Tử, Sư Tử, Lạp Hộ.
Cầu lửa. Đôi khi có một sao băng rất sáng, sáng hơn cả sao Kim, có thể để lại vệt mờ vài giây. Người ta gọi đó là cầu lửa. Thấy cầu lửa là một kỷ niệm đáng nhớ; ghi lại giờ, hướng bay và độ dài vệt, vì những ghi chép như vậy có ích cho các mạng lưới quan sát.
Các trận mưa sao băng lớn lặp lại hằng năm
Bảng liệt kê các trận được người quan sát quan tâm nhiều. Ngày cực đại có thể lệch một hai ngày giữa các năm, và số sao băng thực tế bạn thấy phụ thuộc rất nhiều vào độ tối của bầu trời và ánh trăng năm đó. Luôn kiểm lịch thiên văn hiện hành trước khi đi.
| Trận mưa sao băng | Khoảng thời gian cực đại | Nguồn bụi | Ghi chú khi xem từ Việt Nam |
|---|---|---|---|
| Song Tử | Giữa tháng mười hai | Vật thể Phaethon | Thường là trận mạnh và đều nhất năm; điểm xạ lên cao từ khoảng giữa đêm; mùa khô ở nhiều vùng phía Nam thuận lợi |
| Anh Tiên | Khoảng giữa tháng tám | Sao chổi Swift–Tuttle | Nổi tiếng nhất, nhưng tháng tám là mùa mưa ở nhiều nơi; điểm xạ ở phía bắc đông bắc, khá thấp ở vĩ độ Việt Nam |
| Quadrantids, điểm xạ gần chòm Mục Phu | Đầu tháng một | Vật thể gốc còn được nghiên cứu | Cực đại ngắn, chỉ vài giờ; điểm xạ thấp ở phía bắc |
| Lạp Hộ | Khoảng cuối tháng mười | Sao chổi Halley | Sao băng nhanh, nên xem sau nửa đêm |
| Bảo Bình, nhánh Eta | Đầu tháng năm | Sao chổi Halley | Thuận lợi hơn cho người ở vĩ độ thấp như Việt Nam so với các nước phía bắc |
| Sư Tử | Giữa tháng mười một | Sao chổi Tempel–Tuttle | Thường khiêm tốn, nhưng trong lịch sử từng có những năm bùng lên rất dày |
Tên gọi trong bảng là tên chòm sao theo cách dịch quen thuộc trong sách thiên văn tiếng Việt; trên các ứng dụng hay tài liệu nước ngoài, bạn sẽ gặp tên tiếng Anh tương ứng như Geminids, Perseids, Quadrantids, Orionids, Eta Aquariids, Leonids.
Cách xem để thấy nhiều sao băng nhất
Mưa sao băng là cuộc chơi của kiên nhẫn và bầu trời rộng. Không dùng ống nhòm hay kính thiên văn, vì chúng thu hẹp tầm nhìn trong khi sao băng xuất hiện ở bất cứ đâu.
- Chọn đêm cực đại hoặc một hai đêm quanh đó, kiểm xem Mặt Trăng có sáng không. Trăng tròn có thể xoá đi phần lớn sao băng mờ.
- Xem sau nửa đêm nếu có thể. Lúc này phía Trái Đất bạn đứng đang hướng về phía trước theo chiều chuyển động quanh Mặt Trời, giống như mặt trước kính xe hứng nhiều hạt mưa hơn kính sau.
- Đi đến nơi tối, cho mắt quen bóng tối hai mươi đến ba mươi phút, không nhìn điện thoại sáng.
- Nằm ngả trên ghế hoặc thảm, nhìn vào một vùng trời rộng cách điểm xạ một khoảng, không cần nhìn thẳng vào điểm xạ. Sao băng ở xa điểm xạ có vệt dài hơn, đẹp hơn.
- Dành ít nhất một giờ. Sao băng đến không đều, có lúc vài phút không có gì rồi liên tiếp ba bốn vệt.
- Mặc ấm, mang thuốc chống muỗi; đi theo nhóm và báo người nhà nơi đến, giờ về.
Con số "vài chục sao băng mỗi giờ" hay gặp trên báo thường là số tính cho điều kiện lý tưởng: trời rất tối, điểm xạ ở ngay đỉnh đầu. Ở vĩ độ Việt Nam, với bầu trời ngoại ô và điểm xạ còn thấp, số bạn thực sự thấy thường ít hơn nhiều. Biết trước điều này giúp cả nhà không thất vọng, và hiểu vì sao người ta luôn khuyên đi xa thành phố.
Đếm sao băng: biến đêm ngắm thành dữ liệu
Các tổ chức quan sát sao băng trên thế giới thu thập số đếm từ người quan sát nghiệp dư ở nhiều nước, rồi tổng hợp để biết trận nào mạnh lên hay yếu đi, cực đại rơi vào giờ nào. Bạn có thể tập làm theo cách của họ ngay với gia đình hoặc lớp học, kể cả khi không gửi số liệu đi đâu.
Cách đơn giản: chia ca mười lăm phút, mỗi ca ghi số sao băng thấy được, ghi rõ giờ bắt đầu và kết thúc, độ tối của trời theo cảm nhận, có mây hay không. Với mỗi vệt, ghi thêm nó có kéo dài về phía điểm xạ không, để phân biệt sao băng thuộc trận mưa với sao băng lẻ ngẫu nhiên vốn đêm nào cũng có vài vệt. Trẻ em có thể làm người ghi chép hoặc đếm ở một góc trời riêng; không cần thi xem ai đếm được nhiều nhất, quan trọng là ghi đúng cái mình thấy.
Sau buổi đếm, bạn có thể đưa bảng số liệu đã bỏ tên người cho một chatbot và hỏi: "Đây là số sao băng đếm theo từng ca mười lăm phút trong đêm cực đại. Vẽ giúp mô tả xu hướng bằng lời, chỉ ra ca nào nhiều nhất và gợi ý lý do có thể, nêu rõ chỗ nào chỉ là suy đoán." AI sắp xếp và gợi ý giả thuyết khá tốt; nhưng nếu nó khẳng định con số chuẩn của trận mưa năm nay là bao nhiêu, hãy đối chiếu với báo cáo của các tổ chức quan sát sao băng, vì đó là chỗ mô hình dễ bịa.
Về sao chổi: vì sao rất khó hẹn trước
Khác với mưa sao băng đều đặn, sao chổi sáng đủ để thấy bằng mắt thường là chuyện không đoán trước được. Nhiều sao chổi mới được phát hiện chỉ vài tháng trước khi đến gần Mặt Trời, và độ sáng của chúng phụ thuộc vào lượng băng còn lại, cách chúng phản ứng với nhiệt. Có sao chổi được dự báo sẽ rực rỡ rồi vỡ vụn hoặc mờ nhạt; có sao chổi tưởng bình thường bỗng sáng bùng.
Vì vậy, khi đọc tin "sao chổi sáng nhất thập kỷ sắp xuất hiện", bạn nên hiểu đó là dự báo có độ bất định lớn. Hãy theo dõi cập nhật từ các trang thiên văn và hội thiên văn nghiệp dư trong những ngày gần, khi người quan sát bắt đầu gửi ảnh thật và ước lượng độ sáng. Một chiếc ống nhòm thường cho thấy sao chổi đẹp hơn kính thiên văn, vì phần đuôi trải rộng hơn tầm nhìn của kính.
Sao chổi Halley, cái tên quen thuộc nhất, được dự kiến trở lại gần Mặt Trời vào khoảng năm 2061. Nhiều người đọc bài này hôm nay sẽ có cơ hội nhìn thấy nó, còn nếu bạn đang là học sinh, đó là một hẹn hò đáng nhớ trong đời.
Câu hỏi thường gặp
Mưa sao băng có nguy hiểm không?
Không. Hạt bụi gây ra sao băng rất nhỏ và cháy hết trên cao, xa hơn độ cao máy bay bay rất nhiều. Rủi ro thật của một đêm xem sao băng đến từ đường đi ban đêm, lạnh, côn trùng và chỗ đứng chưa khảo sát, không phải từ bầu trời.
Một giờ có thể thấy bao nhiêu sao băng?
Tuỳ trận, độ tối của trời và ánh trăng. Các con số rất cao hay được nêu trên báo thường là số lý tưởng khi điểm xạ ở thiên đỉnh và trời cực tối. Ở nơi có chút ánh đèn, số bạn thấy có thể chỉ bằng một phần nhỏ con số đó.
Có thấy mưa sao băng từ thành phố không?
Chỉ thấy vài vệt sáng nhất. Ánh đèn thành phố xoá đi phần lớn sao băng mờ. Nếu không đi xa được, hãy chọn chỗ tối nhất có thể như sân thượng ít đèn, quay lưng về hướng sáng nhất và xem sau nửa đêm.
Vì sao cùng một trận mưa sao băng có năm nhiều năm ít?
Dải bụi không đều: có những dòng bụi đặc do các lần sao chổi đi qua khác nhau để lại. Năm nào Trái Đất đi trúng một dòng bụi đặc thì số sao băng tăng. Ánh trăng và thời tiết năm đó cũng làm số quan sát được thay đổi nhiều.
Chụp ảnh sao băng bằng điện thoại được không?
Được, nếu điện thoại có chế độ chụp đêm phơi sáng lâu và đặt trên giá cố định. Cần chụp liên tục nhiều tấm trong cả giờ vì không biết vệt nào sẽ xuất hiện ở đâu. Máy ảnh có ống kính góc rộng cho kết quả tốt hơn.
Nhặt được hòn đá lạ sau đêm mưa sao băng có phải thiên thạch không?
Rất hiếm. Bụi sao chổi gần như không bao giờ rơi đến mặt đất. Thiên thạch thật thường nặng hơn đá thường, có lớp vỏ cháy sẫm màu; muốn xác định phải nhờ phòng thí nghiệm địa chất hay bảo tàng có chuyên môn kiểm tra.