Korado Korlević – Người đặt Croatia lên bản đồ thiên văn học

Với người đến Višnjan lần đầu, thật khó mà nhận thấy bất cứ mối liên hệ nào giữa thị trấn nhỏ 2000 dân trên bán đảo Istria (Croatia) này với thiên văn học. Và càng khó mà tưởng tượng được rằng ngôi tháp nhỏ đứng giữa một bãi cỏ tuyệt đẹp ở ngôi làng Tićan gần đó là nơi diễn ra những cuộc truy tìm tiểu hành tinh thuộc loại thành công nhất thế giới.

Đài thiên văn Višnjan nằm ở ngôi làng Tićan đẹp như tranh vẽ ở Croatia.

Trong hai năm qua, Đài thiên văn Višnjan đã giúp mô tả khoảng 40% các vật thể gần Trái Đất (near-Earth object – NEO) mới được phát hiện; đó là những vật thể, hầu hết là tiểu hành tinh, ở cách Mặt trời không quá 1,3 đơn vị vũ trụ. Trong khoảng thời gian đó, xét về số NEO mà Višnjan tham gia khám phá được, họ xếp thứ ba trong hơn 500 cơ quan nghiên cứu trên toàn thế giới có chia sẻ dữ liệu với Trung tâm Tiểu hành tinh (MPC) thuộc Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU). Và đài thiên văn nhỏ ở Istria đã đạt được điều đó với một kính thiên văn quang học đường kính 1 mét và một ngân sách hằng năm không đến 11000 euro.

Năng suất của Višnjan không phải là nhất thời. Kể từ những năm 1980, các nhà thiên văn học ở đó đã phát hiện hơn 1400 tiểu hành tinh, phần lớn thuộc vành đai [tiểu hành tinh] giữa sao Hỏa và sao Mộc, và giúp xác định các thông số vật lý và quỹ đạo của hàng nghìn NEO. Công việc đó càng trở nên quan trọng khi NASA và các tổ chức quốc tế khác nỗ lực nhận dạng càng nhiều càng tốt những tiểu hành tinh tiềm tàng nguy hiểm đối với Trái đất¹.

Từ người giáo viên nghiên cứu thiên văn nghiệp dư

Trung tâm của câu chuyện thành công với ngân sách khiêm tốn ấy là nhà thiên văn học 61 tuổi Korado Korlević. Vốn là một giáo viên, Korlević không có bằng đại học về thiên văn hay vật lý. Thế mà mình ông đã phát hiện 1163 tiểu hành tinh và xếp thứ 21 trong danh sách những người săn lùng tiểu hành tinh thành công nhất mọi thời đại của MPC².

Ở một nước có ngân sách cho nghiên cứu và đổi mới sáng tạo thuộc loại thấp nhất Liên minh châu Âu³, Korlević là người vận động hăng hái nhất cho khoa học. Không chỉ ghi tên Croatia lên bản đồ thiên văn học, ông còn chủ trì một chương trình phát thanh khoa học đại chúng, tổ chức trại hè khoa học cho trẻ em, và tham gia đào tạo hàng chục sinh viên thành những nhà thiên văn học tầm cỡ quốc tế.

Câu chuyện của Đài thiên văn Višnjan bắt đầu từ cuối thập kỷ 1970, khi Korlević cùng với hai giáo viên trẻ khác của trường trung học địa phương thành lập một câu lạc bộ thiên văn nghiệp dư. Họ nghĩ rằng học sinh sẽ hứng thú với khoa học hơn khi được quan sát các vì sao một cách rõ ràng hơn. “Thật thất vọng khi chứng kiến những đứa trẻ có năng khiếu, đam mê và động lực nhưng lại được sinh ra ở vùng nông thôn, nơi người ta không kỳ vọng nhiều ở tương lai của chúng,” Korlević nói. Sau khi xin được hội đồng thành phố cấp cho một tòa nhà, các giáo viên mua một kính thiên văn nhỏ. Suốt nhiều năm sau đó, giáo viên và học sinh cùng nhau tự lắp kính thiên văn.

Đầu những năm 1990, Korlević quyết định tập trung nhiệm vụ của đài thiên văn cho việc phát hiện NEO. Đó là một góc nghiên cứu dễ tiếp cận, và ông được truyền cảm hứng từ một chuyến đi tìm hiểu di tích vụ nổ thiên thạch năm 1908 ở Tunguska, Siberia. “Tôi nghĩ rằng sớm tìm ra các vật thể nguy hiểm thì có ích hơn là nghiên cứu nơi xảy ra va chạm,” ông nói.

Trong Chiến tranh Nam Tư đầu thập kỷ 1990, đài thiên văn trao cả hai chiếc kính thiên văn của nó cho quân đội. Chiếc lớn hơn được đưa đến Sarajevo và được dùng để theo dõi đạn súng cối khi thành phố bị quân Serbia vây hãm. Muhamed Muminović, nhà thiên văn học người Bosnia, đích thân đem trả lại các bộ phận quan trọng của nó sau khi chiến tranh kết thúc. Chiếc thứ hai được quân đội Croatia sử dụng trong cuộc chiến giành độc lập và sau đó bị thất lạc, Korlević cho biết.

Korado Korlević, năm 2011.

Dù vậy, Korlević cùng với nhóm làm việc gồm học sinh và người tình nguyện của mình vẫn tìm được cách hoạt động trong thập kỷ bị chiến tranh tàn phá. Họ lắp một kính thiên văn phản xạ chuyên dụng đường kính 40 cm với thủy tinh từ một nhà máy địa phương và các linh kiện như động cơ lấy từ một máy in cũ. Học sinh trung học lắp phần điện tử, còn sinh viên đại học viết phần mềm.

Trong những năm 1990, đài thiên văn phát hiện hơn 1000 tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh, sánh ngang với các cơ sở lớn hơn cả về ngân sách lẫn kính thiên văn. “Tôi nghĩ khoảng thời gian đó minh chứng cho những gì người ta có thể đạt được với một chút tài năng và một tinh thần dám làm,” theo Mario Jurić, nhà thiên văn học ở Đại học Washington, khi đó [những năm 1990] là sinh viên vật lý ở Đại học Zagreb.

Jurić đã tham gia phát triển Cơ sở dữ liệu Hình ảnh của Đài thiên văn Višnjan, góp phần làm tăng hiệu suất của đài thiên văn. Trước đó, khi tìm kiếm những thiên thể mới, các nhà thiên văn học phải so sánh một cách thủ công vị trí của những tiểu hành tinh đã biết với vị trí của những vật thể trong những bức ảnh mới. Jurić cùng một số sinh viên khác đã xây dựng một cơ sở dữ liệu cục bộ về các tiểu hành tinh đã biết, sau đó dùng các thuật toán để dự đoán vị trí của chúng tại thời điểm quan sát. Khi một bức ảnh mới [do kính thiên văn chụp] được đưa vào máy tính, tất cả các vật thể đã biết sẽ được đánh dấu, nhờ đó họ có thể nhanh chóng tập trung vào những vật thể còn lại. Bước xử lý này làm tăng tốc đáng kể quá trình phát hiện các vật thể mới. “Việc đó bây giờ rất bình thường, nhưng vào cuối những năm 1990 thì khá lạ lẫm, nhất là đối với những đài thiên văn nhỏ như Višnjan,” Jurić nói. “Và nó được viết bởi một lũ trẻ.”

Jurić hiện là một chuyên gia hàng đầu thế giới về các dự án dữ liệu lớn trong thiên văn học. Ông dẫn dắt nhóm xử lý dữ liệu của Đài thiên văn Vera C. Rubin (tên cũ là Large Synoptic Survey Telescope – LSST, Chi-lê), đang được xây dựng để phục vụ cho một dự án vẽ bản đồ bầu trời lớn nhất từ trước tới giờ.

Phương pháp khác biệt

Đài thiên văn Višnjan nhận được một nâng cấp lớn vào đầu thiên niên kỷ mới: kính thiên văn Dagor đường kính 1 mét, được nhà vật lý thiên văn người Ý Margherita Hack thiết kế trong những năm 1980. Chiếc kính thiên văn này được đặt ở Basovizza, gần biên giới Ý – Slovenia, trước khi được tặng cho Đài thiên văn Višnjan vào năm 2002.

Họ lắp Dagor ở một cơ sở mới, lớn hơn đài thiên văn cũ một chút, ở ngôi làng Tićan gần đó, và cải tiến chiếc kính thiên văn cho phù hợp với nhu cầu của mình. “Nó rất chuyên dụng, giống như động cơ của một chiếc mô-tô đua địa hình,” Korlević nói. Với trường quan sát rộng và camera CCD cực nhạy, Dagor chuyên quan sát những vật thể nhỏ di chuyển nhanh – gồm không chỉ tiểu hành tinh và sao chổi mà còn cả những vật thể nhân tạo như vệ tinh hay rác vũ trụ.

Mặc dù vẫn tiếp tục công việc phát hiện tiểu hành tinh, Korlević và các cộng sự ngày càng tập trung vào việc theo dõi những NEO đã được các cơ quan khác lớn hơn phát hiện. Do vị trí cách nửa vòng Trái đất so với các đài quan sát lớn ở tây nam nước Mỹ và ở Hawaii, đài thiên văn Croatia này có thể định vị các vật thể trong vòng 10-12 giờ kể từ lúc chúng được phát hiện, đảm bảo việc theo dõi liên tục để xác định các đặc điểm quỹ đạo của chúng.

“Đài thiên văn Višnjan cung cấp các số liệu đo đạc thiên văn rất hiệu quả, giúp cho việc tính toán quỹ đạo chính xác hơn,” Tim Spahr, giám đốc MPC từ 2007 đến 2014, cho biết. “Họ giúp theo dõi các vật thể, một việc vô cùng quan trọng.”

Gần như đêm nào Korlević hoặc một trong các tình nguyện viên cũng làm việc hàng giờ với kính thiên văn Dagor. Lúc nào cũng có một danh sách cần theo dõi gồm các vật thể đã được các đài thiên văn lớn hơn phát hiện. Họ đo vị trí, sự dịch chuyển và độ sáng của chúng. Khi đã xác định tất cả các thông số quỹ đạo, MPC chính thức công bố phát hiện mới và bổ sung các thông tin về vật thể cùng với danh sách các đài thiên văn tham gia khám phá vào cơ sở dữ liệu. Dữ liệu của MPC được nhiều cơ quan, trong đó có Trung tâm Phối hợp về NEO của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Trung tâm nghiên cứu NEO thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (Jet Propulsion Laboratory – JPL, ở Pasadena, California) của NASA, sử dụng để đánh giá nguy cơ của từng NEO.

Korlević thừa nhận vị trí địa lý là một trong những nguyên nhân thành công của đài thiên văn, cũng như thời tiết nói chung thuận lợi hơn so với các đài thiên văn khác ở châu Âu. “Nhưng chúng tôi có một số phương pháp khác biệt,” ông nói.

Khác với nhiều nhà săn lùng tiểu hành tinh khác, Korlević thường quan sát ngay cả khi thời tiết xấu. “Mây khiến cho công việc vất vả hơn, và rốt cuộc chẳng ai muốn dụng cụ bị ướt,” ông nói. “Nhưng trong một nửa số trường hợp như thế, chúng ta vẫn có thể làm việc hiệu quả, nhất là nếu chúng ta biết rõ những hạn chế và cách giải quyết chúng.” Ông cũng là một trong những người đầu tiên áp dụng những kỹ thuật ngày nay đã trở nên phổ biến, chẳng hạn kỹ thuật “theo dõi tổng hợp” (synthetic tracking), trong đó nhiều bức ảnh phơi sáng nhanh được kết hợp với nhau để bù lại điều kiện quan sát không tốt.

Nguyên liệu cuối cùng và cũng là cốt yếu của thành công đơn giản là đam mê, Korlević cho biết. Nhiều sinh viên và tình nguyện viên ở Croatia và trên thế giới vui vẻ trực đêm để giúp theo dõi NEO. “Họ cảm nhận được việc mình làm là quan trọng,” ông nói.

Đào tạo những nhà thiên văn trẻ

Suốt nhiều năm, nhiều học sinh trung học và sinh viên đại học đã trải nghiệm săn lùng tiểu hành tinh khi tham quan và tham gia làm việc ở đài thiên văn trong vòng từ một ngày đến vài tuần, trong khuôn khổ các trường hè về thiên văn học. “Chúng tôi đang cố gắng đào tạo thế hệ tiếp theo cho công việc này,” Korlević nói.

Phần lớn công việc của đài thiên văn do sinh viên thực hiện.

Vì thế, hàng chục nhà khoa học thành đạt người Croatia ở khắp nơi trên thế giới cho biết trải nghiệm ở Višnjan có ảnh hưởng lớn tới sự nghiệp của họ. Marina Rejkuba, nhà thiên văn học đứng đầu Phòng Hỗ trợ người dùng của Đài thiên văn phía Nam của châu Âu⁴, kể về lần tham quan Đài thiên văn Višnjan vào đầu thập kỷ 1990, khi bà còn là sinh viên vật lý ở Đại học Zagreb. “Nhóm chúng tôi đến Višnjan, và tôi vẫn nhớ Korado hỏi chúng tôi muốn làm dự án nào,” Rejkuba nói. “Hồi đó chúng tôi chưa có tư duy nghiên cứu. Điều đó đã thay đổi sau khi tiếp xúc với Korado. Chúng tôi có cơ hội vừa làm nghiên cứu, vừa học về thiên văn học quan sát.”

Rejkuba tham gia trường hè Višnjan mấy năm liền và trở thành phó phụ trách dự án. Qua những người bạn gặp ở Višnjan, bà liên hệ được với một nhà thiên văn học ở Đài thiên văn Asiago, Đại học Padua, Ý. Đó là nơi bà làm luận án tiến sỹ, với những kính thiên văn chuyên nghiệp, và gắn bó suốt đời [với công việc đó]. “Việc gặp gỡ Korado và làm quen với thiên văn học ở Višnjan đã quyết định sự nghiệp và tương lai của tôi,” bà nói.

“Đóng góp quan trọng của Korado là tạo điều kiện và khuyến khích các bạn trẻ thử thách giới hạn bản thân có thể đạt đến với năng khiếu và kỹ năng của mình,” nhận xét của Jurić, người đã cùng Korlević khám phá 125 tiểu hành tinh và một sao chổi được đặt tên 183P/Korlević–Jurić. Korlević khuyến khích các bạn trẻ đặt mục tiêu cao, tìm cách sáng tạo để vượt qua những trở ngại, và cải thiện kỹ năng cho đến khi đạt được kết quả. “Đó là một lối suy nghĩ rất doanh nghiệp, mà theo kinh nghiệm của tôi, rất hiếm gặp trong giáo dục Trung Âu,” Jurić nói.

Những cựu học sinh Višnjan khác cũng có cùng ý kiến. Trong các cựu sinh viên thừa nhận ảnh hưởng to lớn của trải nghiệm ở Višnjan đối với sự nghiệp của mình có thể kể đến Marina Brozović, nhà khoa học ở JPL, chuyên nghiên cứu về quan sát radar của NEO; Silvija Gradečak, trưởng một nhóm nghiên cứu khoa học và kỹ thuật vật liệu ở Viện Công nghệ Massachussetts (MIT); và Ana Bonaca, nhà khoa học ở Trung tâm Vật lý thiên văn của Viện Smithson và Đại học Harvard (Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics), chuyên nghiên cứu động lực học của các thiên hà và vật chất tối.

Vận động cho khoa học

Dù Korlević được nhiều người Croatia biết đến như một nhà thiên văn học và một người vận động cho khoa học – chương trình phát thanh hằng tuần Explora của ông được nhiều người hâm mộ đón nghe – nhưng có lẽ ảnh hưởng lớn nhất của ông đối với xã hội Croatia đến từ những nỗ lực về giáo dục. Ngoài đài thiên văn, ở Višnjan còn có Trung tâm Khoa học và Giáo dục, nơi suốt ba thập kỷ vừa qua đã tổ chức các trại hè khoa học không chỉ về thiên văn học.

Đầu mỗi kỳ nghỉ hè cũng là lúc một ngôi trường ở Višnjan bắt đầu được lấp đầy bởi 600 trẻ em và thanh thiếu niên từ cả nước Croatia và cả từ nước ngoài. Chương trình một tuần dành cho học sinh tiểu học gồm có các xưởng và thí nghiệm sinh học, thiên văn học, vật lý, hóa học và rô-bốt. Trong những phòng thí nghiệm nhỏ, trẻ em xác định thành phần của kem chống nắng, so sánh răng và hàm của người Neanderthal với của chính mình, và lắp ghép những rô-bốt đơn giản. Chúng quan sát Mặt trăng bằng kính thiên văn rồi tự lắp kính thiên văn. Trẻ em mẫu giáo được dẫn đi dạo trong rừng để khám phá thiên nhiên, chúng được học vì sao có mưa và cách nhận biết hang của các con vật.

“Trẻ em cần học để đi đâu cũng thấy thoải mái như ở nhà,” Korlević nói. “Đó là một điều rất quan trọng cho các nhà khoa học tương lai.” Trung tâm tài trợ một nửa chi phí, giúp giảm phí của một số chương trình còn 200-250 euro.

Chương trình khoa học của Višnjan ngày càng được quan tâm. Đến nay, trại hè nhanh chóng được đăng ký hết mà không cần quảng cáo. Trong thành công đó có sự đóng góp của những cựu thành viên tình nguyện quay lại và trợ giúp trong các lớp học. Hè năm ngoái, trung tâm thu hút được hơn 70 tình nguyện viên từ Croatia, Ý, Slovenia, Bosnia và Herzegovina, Serbia, và cả Canada.

Hướng đến tương lai

Những nỗ lực quốc tế gần đây nhằm ưu tiên phát hiện NEO khiến công việc theo dõi của đài thiên văn ở Istria càng quan trọng hơn bao giờ hết. Năm 2013, một nhóm các tổ chức quốc tế, trong đó có ESA và NASA, thành lập Mạng lưới Quốc tế về Cảnh báo Tiểu hành tinh (International Asteroid Warning Network) để phát hiện, theo dõi và mô tả NEO. NASA được Quốc hội Mỹ giao nhiệm vụ nhận dạng ít nhất 90% tổng số [ước lượng] NEO có đường kính hơn 140 mét. Korlević dự đoán số vật thể được phát hiện sẽ tăng mạnh cùng với sự phát triển nhanh chóng của kính thiên văn và vệ tinh. “Tôi nghĩ hiện đã có một nhận thức nghiêm túc về mối nguy hiểm từ tiểu hành tinh, và có sự tập trung giải quyết bài toán đó – một việc khả thi,” ông nói.

Kính thiên văn Dagor đường kính 1 m của Đài thiên văn Višnjan theo dõi hàng trăm NEO mỗi năm. “L01” là mã của đài thiên văn trong danh sách của MPC.

Nhưng cơ hội luôn đi cùng thách thức. Những năm gần đây, ô nhiễm ánh sáng, đặc biệt từ đèn LED ở các thành phố lân cận và các điểm du lịch, ảnh hưởng đến việc quan sát bằng kính thiên văn; Korlević cho biết mỗi năm, độ nhạy của đài thiên văn lại giảm một chút. Năm ngoái, Croatia thông qua một luật khá nghiêm khắc về giới hạn ô nhiễm ánh sáng, nhưng theo Korlević, nó chưa được thực thi. Một số người dân địa phương đề xuất thêm, bên cạnh luật, việc thiết lập một vùng ít ánh sáng có đường kính 25 km xung quanh đài thiên văn.

Tháng 12, Korlević được cấp 11000 USD để mua linh kiện mới cho Dagor và phủ lại lớp nhôm đã bị hỏng vì độ ẩm. Đó là những cải thiện hữu ích, nhưng để giữ năng suất cao, Višnjan cần một kính thiên văn mới mạnh hơn. Bi quan về triển vọng nhận được hỗ trợ tài chính từ các cơ quan chính phủ cũng như ngoài chính phủ của Croatia, Korlević lại sẵn sàng xắn tay áo lên: “Chúng tôi sẽ tự mình xây dựng nó”. □

Nguyễn Hoàng Thạch dịch

Nguồn: Physics Today, 25/02/2020 (DOI:10.1063/PT.6.4.20200225a)

——

¹Potentially hazardous object: những vật thể có quỹ đạo có thể đi qua gần Trái Đất và có kích thước đủ lớn để gây thiệt hại đáng kể nếu xảy ra va chạm – ND.

²https://minorplanetcenter.net/iau/lists/MPDiscsNum.html (truy cập tháng 2/2020).

³https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4269

⁴European Southern Observatory, tên thường gọi của European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere: Tổ chức châu Âu về Nghiên cứu Thiên văn ở Bán cầu Nam – ND.