Gửi bình luận
Được phóng vào ngày 11 tháng 3, đài quan sát không gian SPHEREx của NASA đã trải qua sáu tuần đầu tiên thực hiện các quy trình kiểm tra, hiệu chỉnh và các hoạt động khác nhằm đảm bảo rằng nó vận hành đúng như kế hoạch. Hiện nay, nó đang lập bản đồ toàn bộ bầu trời để vẽ ra vị trí của hàng trăm triệu thiên hà trong không gian ba chiều, nhằm trả lời những câu hỏi lớn về vũ trụ. Vào ngày 1 tháng 5, đài quan sát không gian này đã bắt đầu hoạt động chính thức, bao gồm việc chụp khoảng 3.600 hình ảnh mỗi ngày trong hai năm tới để cung cấp những hiểu biết mới về nguồn gốc của vũ trụ, các thiên hà và những thành phần tạo nên sự sống trong thiên hà Milky Way.
“Nhờ sự nỗ lực của các nhóm từ NASA, ngành công nghiệp và giới học thuật đã xây dựng nên sứ mệnh này, SPHEREx đang hoạt động đúng như mong đợi và sẽ tạo ra các bản đồ về toàn bộ bầu trời chưa từng có trước đây,” Shawn Domagal-Goldman, quyền Giám đốc Ủy ban Thiên văn học tại Trụ sở NASA ở Washington, cho biết. “Đài quan sát mới này bổ sung vào loạt sứ mệnh khảo sát thiên văn học, mà tiếp theo sẽ là sự kiện phóng Kính thiên văn không gian Nancy Grace Roman của NASA. Cùng với các sứ mệnh khác, SPHEREx sẽ đóng vai trò then chốt trong việc trả lời những câu hỏi lớn về vũ trụ mà NASA luôn theo đuổi.”
Từ vị trí trên quỹ đạo Trái Đất, SPHEREx quan sát vào bóng tối của không gian, hướng xa khỏi Trái Đất và Mặt Trời. Trong 25 tháng khảo sát theo kế hoạch, đài quan sát sẽ hoàn thành hơn 11.000 vòng quỹ đạo, quay quanh Trái Đất khoảng 14,5 lần mỗi ngày. Nó di chuyển theo quỹ đạo từ Bắc xuống Nam, đi qua hai cực, và mỗi ngày chụp ảnh một dải tròn trên bầu trời. Khi các ngày trôi qua và Trái Đất di chuyển quanh Mặt Trời, trường quan sát của SPHEREx cũng thay đổi, để sau 6 tháng, nó có thể quan sát vũ trụ ở mọi hướng.
Khi SPHEREx chụp ảnh bầu trời, ánh sáng được gửi tới sáu bộ tách sóng, mỗi bộ tạo ra một hình ảnh riêng biệt ghi nhận các bước sóng khác nhau của ánh sáng. Mỗi nhóm sáu hình ảnh này được gọi là một lần phơi sáng (exposure), và SPHEREx thực hiện khoảng 600 lần phơi sáng mỗi ngày. Sau mỗi lần phơi sáng, toàn bộ đài quan sát thay đổi vị trí - gương và cảm biến không chuyển động như ở một số kính thiên văn khác. Thay vì sử dụng động cơ đẩy, SPHEREx dựa vào một hệ thống bánh phản hồi quay bên trong tàu không gian để kiểm soát hướng quay của nó.
Hàng trăm nghìn bức ảnh từ SPHEREx sẽ được ghép lại để tạo thành bốn bản đồ toàn bộ bầu trời trong hai năm. Bằng cách lập bản đồ toàn bộ bầu trời, sứ mệnh sẽ mang lại những hiểu biết mới về những gì đã xảy ra chỉ trong một phần rất nhỏ giây đầu tiên sau sự kiện Big Bang. Trong khoảnh khắc ngắn ngủi đó, một sự kiện gọi là “lạm phát vũ trụ” đã khiến vũ trụ mở rộng gấp một nghìn triệu tỷ (hay một triệu triệu triệu, hay 10^18) lần.
Video này cho thấy trường nhìn của SPHEREx khi nó quét qua một phần bầu trời bên trong Đám Magellan Lớn. Nguôn: NASA/JPL-Caltech.
Lạm phát vũ trụ đã ảnh hưởng một cách tinh tế đến sự phân bố vật chất trong vũ trụ, và những manh mối về cách mà một sự kiện như vậy có thể xảy ra được thể hiện trong vị trí của các thiên hà trên khắp vũ trụ. Khi lạm phát bắt đầu, vũ trụ còn nhỏ hơn một nguyên tử, nhưng các tính chất của vũ trụ sơ khai đó đã được kéo giãn và ảnh hưởng đến những gì chúng ta thấy ngày nay. Không có sự kiện hay quá trình nào đã biết có thể chứa lượng năng lượng cần thiết để kích hoạt lạm phát vũ trụ, vì vậy việc nghiên cứu nó là cơ hội độc nhất để hiểu sâu hơn cách vũ trụ của chúng ta hoạt động.
“Một số chúng tôi đã theo đuổi mục tiêu này trong suốt 12 năm,” Jamie Bock, nhà nghiên cứu chính của sứ mệnh tại Caltech và JPL, cho biết. “Hiệu suất của thiết bị đúng như kỳ vọng của chúng tôi. Điều đó có nghĩa là chúng tôi sẽ thực hiện được tất cả các nghiên cứu khoa học tuyệt vời đã lên kế hoạch và có thể còn phát hiện ra những điều bất ngờ.”
Dải màu
Đài quan sát SPHEREx sẽ không phải là thiết bị đầu tiên lập bản đồ toàn bộ bầu trời, nhưng sẽ là thiết bị đầu tiên làm được điều đó với rất nhiều màu sắc khác nhau. Nó quan sát 102 bước sóng, hay còn gọi là màu sắc, của dải hồng ngoại - loại ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt người. Thông qua một kỹ thuật gọi là quang phổ học, kính thiên văn này tách ánh sáng thành các bước sóng - giống như lăng kính tạo ra cầu vồng từ ánh sáng Mặt Trời - từ đó tiết lộ nhiều thông tin về các nguồn sáng trong vũ trụ.
Ví dụ, quang phổ học có thể được sử dụng để xác định khoảng cách tới một thiên hà ở xa, thông tin này có thể giúp chuyển một bản đồ hai chiều thành bản đồ ba chiều. Kỹ thuật này cũng cho phép sứ mệnh này đo ánh sáng phát ra tổng hợp từ tất cả các thiên hà từng tồn tại và quan sát xem ánh sáng đó đã thay đổi như thế nào theo thời gian vũ trụ.
Quang phổ học cũng có thể tiết lộ thành phần cấu tạo của các vật thể. Nhờ khả năng này, sứ mệnh sẽ tìm kiếm nước và các thành phần thiết yếu khác cho sự sống trong các hệ hành tinh thuộc thiên hà của chúng ta. Người ta cho rằng nước trong các đại dương của Trái Đất có nguồn gốc từ các phân tử nước ở thể đóng băng bám vào các hạt bụi trong đám mây liên sao nơi Mặt Trời hình thành.
Sứ mệnh SPHEREx sẽ thực hiện hơn 9 triệu quan sát các đám mây liên sao trong thiên hà Milky Way, lập bản đồ các vật chất này trên khắp thiên hà và giúp các nhà khoa học hiểu được các điều kiện khác nhau có thể ảnh hưởng đến quá trình hóa học đã tạo ra nhiều hợp chất hiện diện trên Trái Đất ngày nay như thế nào.
Bryan
Theo NASA
