Biên dịch: Ngô Thụy Xương
[ChanhKien.org]
Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR) đã hoàn thành bức ảnh màu hệ Ngân hà quan sát qua sóng điện từ tần số thấp có kích thước lớn nhất và độ phân giải cao nhất từ trước đến nay. Bức ảnh là phần hợp thành của mặt phẳng hệ Ngân hà ở phía Nam bán cầu trong dự án GLEAM/GLEAM-X. (Ảnh: Silvia Mantovanini/GLEAM-X/ICRAR)
Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ về tính năng của các kính thiên văn, giúp các nhà thiên văn học có thể khám phá ra nhiều chi tiết vũ trụ mà trước đây chưa từng phát hiện. Gần đây, nhóm nghiên cứu quốc tế do Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR) dẫn đầu đã hoàn thành bức ảnh màu hệ Ngân Hà quan sát qua sóng vô tuyến tần số thấp có kích thước lớn nhất và độ phân giải cao nhất từ trước tới nay.
Bức ảnh này bao phủ vùng trời rộng khoảng 3.800 độ vuông trên mặt phẳng hệ Ngân Hà (GP) ở phía Nam bán cầu. Tác phẩm được thực hiện bởi nhóm các nhà thiên văn học của ICRAR, trong đó có nghiên cứu sinh Tiến sĩ Silvia Mantovanini thuộc Đại học Curtin (Úc), cùng các thành viên khác trong nhóm. Họ đã mất 18 tháng để hoàn thành, sử dụng siêu máy tính để thực hiện các phép tính dài mới có thể thành công tạo ra bức ảnh này. (Xem hình ảnh)
Dữ liệu hình ảnh mặt phẳng hệ Ngân Hà này bắt nguồn từ hai dự án khảo sát quy mô lớn là GLEAM và GLEAM-X (GLEAM eXtended). Cả hai đều được thực hiện bằng kính thiên văn vô tuyến MWA tại Đài thiên văn vô tuyến Murchison, trực thuộc Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên bang Úc (CSIRO).
Kính thiên văn vô tuyến MWA có hai cấu hình hoạt động. GLEAM sử dụng nhiều đường cơ sở ngắn để thu được các cấu trúc khuếch tán quy mô lớn ở tần số thấp, trong khi GLEAM-X sử dụng các đường cơ sở dài tới 5km, cho phép đạt được độ phân giải chi tiết hơn. Vì vậy, để kết hợp hai loại dữ liệu này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng thuật toán tiên tiến mang tên “kết hợp chung” (joint deconvolution), giúp xử lý đồng thời dữ liệu từ hai cấu hình, thực hiện được khả năng bao phủ không gian liền mạch trên diện rộng. Công nghệ đột phá này đảm bảo tính chính xác khi lập bản đồ khảo sát, đồng thời tránh được các sai lệch hay ảo ảnh thường xuất hiện khi ghép hoặc tách hình ảnh theo phương pháp truyền thống.
Nhờ vậy, so với bức ảnh khảo sát GLEAM được công bố năm 2019, hình ảnh mới có độ phân giải cao gấp đôi, độ nhạy cao gấp 10 lần, diện tích bao phủ cũng mở rộng gấp đôi, và mức độ nhiễu giảm từ 5 đến 8 lần. Bức ảnh này đã ghi lại toàn cảnh bầu trời Nam bán cầu, thể hiện vẻ đẹp của hệ Ngân Hà dưới nhiều bước sóng vô tuyến khác nhau, hay trong các “màu sắc” khác nhau của ánh sáng vô tuyến.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu của ICRAR đã tiến hành lập danh mục chính xác cho 98.207 nguồn sóng vô tuyến được quan sát thấy trong bức ảnh này. Những nguồn vô tuyến đó bao gồm Sao Xung (Pulsar), Tinh vân hành tinh (PNe), vùng HII đặc (những đám mây khí ion hóa đậm đặc), cũng như các thiên hà xa xôi ngoài hệ Ngân Hà.
Các nhà nghiên cứu cho rằng bộ dữ liệu và bức ảnh mới này sẽ mở ra một cái nhìn rõ nét hơn về khung cảnh vũ trụ, và trong tương lai có thể trở thành công cụ quan trọng để giải mã quá trình tiến hóa của các ngôi sao trong hệ Ngân Hà, cũng như nguồn gốc của tia vũ trụ. Đồng thời, nó cũng cung cấp những hiểu biết mới về sự hình thành, tiến hóa và cái chết của các ngôi sao, giúp phân tích khí xung quanh các ngôi sao mới sinh với khí và tàn tích do các ngôi sao đã chết để lại (như tàn dư siêu tân tinh).
Mặc dù cho đến nay, các nhà thiên văn học đã phát hiện hàng trăm tàn dư siêu tân tinh (SNRs, những đám mây khí và năng lượng còn sót lại sau khi một ngôi sao phát nổ), nhưng họ còn hoài nghi rằng vẫn còn ít nhất hàng nghìn tàn dư khác chưa được phát hiện. Các nhà khoa học hy vọng có thể tận dụng khả năng của kính thiên văn vô tuyến MWA để tìm ra những tàn dư siêu tân tinh đã quá cổ xưa hoặc quá mờ nhạt chưa từng được quan sát trước đây.
Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, họ hy vọng sẽ mở ra bí ẩn về các Sao Xung (Pulsars) trong hệ Ngân Hà, bao gồm việc đo độ sáng của các Sao Xung ở những tần số khác nhau trong khảo sát GLEAM-X, để hiểu sâu hơn cách những thiên thể bí ẩn này phát ra sóng vô tuyến, cũng như vị trí của chúng trong hệ Ngân Hà.
Tiến sĩ Silvia Mantovanini nói với phòng tin tức của ICRAR rằng: “Bức ảnh sinh động này cho thấy khung cảnh của hệ Ngân Hà chúng ta ở tần số vô tuyến thấp với một góc nhìn chưa từng có trước đây. Nó mang đến cho chúng ta một góc nhìn quý giá để hiểu sâu hơn về quá trình tiến hóa của các ngôi sao, bao gồm cách chúng hình thành ở các khu vực khác nhau trong hệ Ngân Hà, cách chúng tương tác với các thiên thể khác, và cuối cùng là cách chúng kết thúc”.
Bà giải thích: “Bạn có thể nhìn thấy rõ ràng tàn tích của những ngôi sao đã nổ tung, được thể hiện bằng những vòng tròn đỏ lớn. Những vùng màu xanh nhỏ hơn biểu thị nôi sao, nơi các ngôi sao mới đang được hình thành mạnh mẽ”.
Tiến sĩ Natasha Hurley-Walker, Trưởng nhóm nghiên cứu của dự án khảo sát GLEAM-X và là thành viên của ICRAR, nhấn mạnh: “Đây là một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực thiên văn học, vì trước đây chưa từng có hình ảnh sóng vô tuyến tần số thấp nào bao quát toàn bộ mặt phẳng hệ Ngân Hà ở Nam bán cầu được công bố. Chính những hình ảnh ở tần số thấp này giúp chúng ta khám phá ra các cấu trúc vật lý thiên văn quy mô lớn trong hệ Ngân Hà mà hình ảnh tần số cao khó có thể ghi lại được”.
Bà Hurley-Walker kết luận: “Hiện nay, chỉ có kính thiên văn vô tuyến lớn nhất thế giới, SKA-Low thuộc Đài thiên văn SKA, đặt tại khu vực Wajarri Yamaji ở Tây Úc, mới có thể vượt qua bức ảnh này về cả độ nhạy lẫn độ phân giải”.
(Theo The Epoch Times)