Trên đỉnh Cerro Pachón, ngọn núi cao 2.682 m cách thủ đô Santiago của Chile khoảng 482 km về phía bắc, chiếc kính viễn vọng mới của Đài quan sát Vera Rubin chuẩn bị khởi động.
Đài quan sát Vera Rubin đang trong quá trình hoàn thiện trên đỉnh Cerro Pachón, Chile. (Ảnh: SLAC)
Được ví như chiếc máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới, camera của kính viễn vọng này có độ phân giải 3.200 megapixe, tương đương với lượng pixel của 300 chiếc điện thoại di động, và mỗi bức ảnh sẽ bao phủ một vùng bầu trời rộng bằng 40 lần trăng tròn.
Cứ ba đêm, kính viễn vọng chụp ảnh toàn bộ bầu trời có thể nhìn thấy, tạo ra hàng nghìn bức ảnh cho phép các nhà thiên văn học theo dõi bất cứ thứ gì chuyển động hoặc thay đổi độ sáng. Đài Vera Rubin kỳ vọng khám phá ra khoảng 17 tỷ ngôi sao và 20 tỷ thiên hà mà con người trên Trái đất chưa từng thấy trước đây.
“Có rất nhiều nhiệm vụ Rubin sẽ thực hiện”, nhà thiên văn học Clare Higgs của đài quan sát cho biết. “Chúng tôi đang khám phá bầu trời theo cách chưa từng làm trước đây, giúp chúng tôi có khả năng trả lời những câu hỏi mà trước giờ chưa từng nghĩ đến”.
Kính viễn vọng sẽ khảo sát bầu trời đêm trong đúng một thập kỷ, chụp 1.000 bức ảnh mỗi đêm. “Trong 10 năm nữa, chúng ta sẽ nói về các lĩnh vực khoa học mới, các lớp vật thể mới, các khám phá mới. Đó thực sự là điều thú vị”, bà Higgs nói thêm.
Bên trong kính viễn vọng Rubin là camera lớn nhất thế giới, có kích thước bằng một chiếc ô tô nhỏ, nặng 3.000 kg với độ phân giải 3.200 megapixel. (Ảnh: SLAC)
Công tắc chuẩn bị bật
Bắt đầu xây dựng từ năm 2015, kính viễn vọng được đặt theo tên của nhà thiên văn học tiên phong người Mỹ Vera Rubin, bà qua đời năm 2016. Bà Rubin là người đầu tiên xác nhận sự tồn tại của vật chất tối – chất khó nắm bắt tạo nên phần lớn vật chất trong vũ trụ nhưng chưa bao giờ được quan sát thấy.
Mặc dù Vera Rubin là đài quan sát quốc gia của Mỹ, nhưng đài này nằm ở dãy Andes của Chile. “Đối với kính thiên văn quang học, bạn cần một địa điểm cao, tối và khô”, Higgs nói, ám chỉ đến các vấn đề về ô nhiễm ánh sáng và độ ẩm không khí, làm giảm độ nhạy của các thiết bị. “Chất lượng bầu trời đêm ở Chile rất đặc biệt, đó là lý do tại sao có rất nhiều kính thiên văn ở đây”.
Hiện đang trong giai đoạn xây dựng cuối cùng, kính viễn vọng Rubin dự kiến sẽ được bật công tắc vào năm 2025. “Chúng tôi đang căn chỉnh mọi thứ, đảm bảo tất cả các hệ thống, từ đỉnh cho đến đường ống và dữ liệu đều kết nối trơn tru và tối ưu hóa nhất có thể. Tất cả được chuẩn bị trong cả thập kỷ“, bà Higgs cho biết nhưng cũng lưu ý lịch trình vẫn có thể thay đổi.
Gương chính của kính thiên văn có đường kính 8,4 m. (Ảnh: SLAC)
Giải mã bí ẩn lâu đời về vũ trụ
Nhiệm vụ chính của kính viễn vọng Rubin được gọi là Khảo sát Di sản Không gian và Thời gian (LSST) trong 10 năm.
Camera của Rubin có thể chụp một bức ảnh sau mỗi 30 giây, tạo ra 20 terabyte dữ liệu trong vòng 24 giờ. Sau khi hoàn thành, cuộc khảo sát sẽ tạo ra hơn 60 triệu gigabyte dữ liệu thô.
Tuy nhiên, chỉ mất 60 giây để chuyển mỗi bức ảnh từ Chile đến phòng nghiên cứu ở California (Mỹ), nơi trí tuệ nhân tạo và các thuật toán sẽ phân tích trước, tìm kiếm bất kỳ thay đổi hoặc vật thể chuyển động nào và tạo cảnh báo nếu phát hiện thấy điều gì đó.
“Chúng tôi dự đoán sẽ có khoảng 10 triệu cảnh báo mỗi đêm từ kính viễn vọng”, bà Higgs nói. “Các cảnh báo là bất kỳ thứ gì thay đổi trên bầu trời và bao gồm nhiều trường hợp khoa học, như các vật thể trong hệ mặt trời, tiểu hành tinh và siêu tân tinh. Chúng tôi dự đoán tồn tại hàng triệu ngôi sao trong hệ mặt trời và hàng tỷ thiên hà, đó là lý do tại sao công nghệ máy học thực sự cần thiết”.
Bà Higgs cho biết dữ liệu sẽ được công bố cho một nhóm các nhà thiên văn học được chọn lọc hàng năm và sau hai năm nữa, mỗi bộ dữ liệu sẽ được công khai để cộng đồng khoa học toàn cầu cùng nghiên cứu.
Có bốn lĩnh vực nghiên cứu chính mà giới khoa học kỳ vọng: lập danh mục hệ mặt trời – bao gồm việc khám phá ra một số thiên thể mới và có lẽ là cả hành tinh ẩn được gọi là Hành tinh thứ 9; lập bản đồ toàn bộ thiên hà của Trái đất; khám phá loại vật thể đặc biệt gọi là “vật thể tạm thời” có thể thay đổi vị trí hoặc độ sáng theo thời gian; và hiểu bản chất của vật chất tối.
Kính viễn vọng của đài quan sát Rubin được kỳ vọng có thể giải mã những bí ẩn sâu thẳm trong vũ trụ. (Ảnh: SLAC)
Cộng đồng thiên văn học rất phấn khích về Đài quan sát Vera Rubin. Giáo sư vật lý và lịch sử khoa học David Kaiser tại Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) nhận định, kính viễn vọng này sẽ làm sáng tỏ những câu hỏi lâu nay về vật chất tối và năng lượng tối – hai trong số những khái niệm bí ẩn nhất trong vũ trụ.
Một câu đố vũ trụ lâu đời khác mà kính viễn vọng Rubin có thể giải quyết là cuộc săn tìm Hành tinh thứ 9. Konstantin Batygin, giáo sư khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ California, cho biết kính viễn vọng mang đến cơ hội thực sự để phát hiện trực tiếp Hành tinh thứ 9. Ngay cả khi hành tinh này không thể quan sát trực tiếp, thì bản đồ chi tiết về kiến trúc động lực học của hệ Mặt trời – đặc biệt là sự phân bố quỹ đạo của các thiên thể nhỏ – sẽ cung cấp các bài kiểm tra quan trọng cho giả thuyết Hành tinh thứ 9.
“Triển vọng thật hấp dẫn và chắc chắn là các cuộc cách mạng khoa học vũ trụ đang diễn ra”, Priyamvada Natarajan, giáo sư thiên văn học và vật lý tại Đại học Yale, ca ngợi kính viễn vọng Rubin.
