CÁC SAO HIỆN RA NHƯ THẾ NÀO QUA KÍNH THIÊN VĂN
Có vẻ như trả lời câu hỏi trên hết sức đơn giản: các sao sẽ hiện ra thành một chấm sáng rõ. Quả thật, khi tính toán sơ đồ quang học của kính thiên văn người ta cho rằng vật kính sẽ thu tất cả các tia sáng đi đến nó vào một điểm: tiêu điểm. Tuy nhiên, khẳng định này chỉ đúng trên quan điểm quang hình học.
Thực ra ánh sáng có bản chất sóng và từ nguồn sáng xa xôi là ngôi sao, nó tới Trái Đất không phải bằng một chùm tia hẹp mà bằng mặt đầu sóng hình cầu đang giãn xa. Một trong những tính chất của nó là sự nhiễu xạ, tức là khả năng đi vòng qua các vật cản gặp trên đường.
Vật cản trong trướng hợp này chính là vòng ống vật kính của kính thiên văn. Vật kính “cắt” từ mặt đầu sóng được một đoạn nào đó và ở các mép vật kính hình thành một hình ảnh dao động sóng phức tạp. Kết quả là trên mặt phẳng tiêu điểm xuất hiện không phải ảnh điểm lý tưởng, mà là ảnh biến lệch: ảnh nhiễu xạ của ngôi sao, có dạng một cái đĩa với các vòng khuyên sáng bao xung quanh, ở chấm giữa tập trung tới khoảng 86% năng lượng bức xạ. Phần năng lượng còn lại phân bố không đều giữa các vòng khuyên nhiễu xạ. Kích thước của ảnh nhiễu xạ phụ thuộc vào đường kính và bước sóng bức xạ? Đường kính góc của nó càng nhỏ nếu đường kính vật kính càng lớn.
Ảnh nhiễu xạ chỉ rõ nét khi độ phóng đại khá lớn và chỉ xuất hiện ở những ngôi sao sáng. Ở các ngôi sao yếu độ chói của các vòng nhiễu xạ không đáng kể và mắt người chỉ nhận ra hình đĩa ở giữa.
Hiện tượng nhiễu xạ là yếu tố tự nhiên hạn chế năng lực phân giải của kính thiên văn. Nếu khoảng cách góc (sự phân tách) giữa hai ngôi sao có độ chói như nhau nhỏ hơn đường kính của đốm nhiễu xạ thì nó sẽ hiện ra là một ngôi sao. Càng tăng khoảng cách giữa các sao thì đốm sáng ở giữa là ảnh nhiễu xạ tổng hợp của chúng càng kéo dài ra, biến thành hình tương tự hình số tám, rồi cuối cùng tách ra thành hai đốm sáng có độ chói bằng nhau. Trong những trường hợp như thế có thể phán đoán về tính đôi của ngôi sao ta quan sát.
Tất cả những điều nói trên sẽ đúng nếu kính thiên văn có vật kính lý tưởng và phần quang được chế tạo tuyệt hảo. Còn nếu vật kính bị sai lệch khi chế tạo, được lắp đặt không chính xác hoặc toàn bộ sơ đồ kính thiên văn bị mất tụ tiêu, thì ảnh nhiễu xạ sẽ “mách” ngay cho ta biết. Đốm hình tròn ở giữa có thể méo đi thành hình elip (bầu dục), thậm chí biến mất, các vòng khuyên bị đứt rời, trở nên sáng chói hơn hẳn do vòng đã yếu đi, v.v... Trong bất kỳ trường hợp nào thì một sự thay đổi nhỏ nhất hình dạng ảnh nhiễu xạ đều chứng tỏ có sự sai lệch trong sơ đồ quang của kính thiên văn.
Tình trạng khí quyển Trái Đất cũng ảnh hưởng đến chất lượng ảnh sao nhiễu xạ. Vẫn giữ nguyên tính đối xứng qua tâm, tùy theo điều kiện thời tiết cụ thể mà ảnh thay đổi rõ rệt. Đánh giá ảnh nhiễu xạ thu nhận được qua kính thiên văn theo thang 10 điểm (thang Picơrinh), có thể nhận xét về chất lượng ảnh trong đêm quan sát.
