Các nhà thiên văn học lập bản đồ lịch sử Vũ trụ

Các nhà thiên văn học Anh Quốc đang nỗ lực mở rộng kiến thức của chúng ta về lịch sử của Vũ trụ với một dự án mới nhằm tìm hiểu sự mở đầu và hình thành của các thiên hà.

Sử dụng Máy ảnh hồng ngoại trên Kính viễn vọng không gian Spitzer của NASA, chương trình khảo sát thiên hà Spitzer (SERVS) sẽ tạo ra một bản đồ cực lớn của bầu trời, có khả năng dò tìm những thiên hà rất mờ. Mục tiêu hàng đầu là lập đồ thị sự phân bố của các sao và các lỗ đen kể từ khi Vũ trụ ít hơn một tỷ năm tuổi cho đến bây giờ.

Khảo sát này là một trong những chương trình có thời gian quan sát trên một đài thiên văn không gian lâu nhất – tổng cộng 1400 tiếng.

Người chỉ đạo dự án, Tiến sĩ Mark Lacy, hiện làm việc tại Trung tâm khoa học Spitzer tại Caltech, những sẽ sớm chuyển đến Đại học Southampton, cho biết: “Khảo sát hồng ngoại tầm trung này bù đắp thiếu hút về bước sóng giữa những khảo sát cận hồng ngoại do các nhóm Anh Quốc thực hiện, và các khảo sát hồng ngoại xa do Herschel và SCUBA-2 thực hiện. Nó sẽ lần đầu tiên cho phép chúng ta nghiên cứu sự hình thành và phát triển của các thiên hà lớn như thiên hà Milky Way trên phạm vi vũ trụ".

Tiến sĩ Duncan Farrah thuộc Đại học Sussex, nghiên cứu của ông do Hội đồng khoa học và công nghệ tài trợ, cho biết: “Đây có thể là tiêu chuẩn cho khảo sát cận hồng ngoại trong thập kỷ tới. Độ sau tuyệt vời của dữ liệu SERVS có nghĩa rằng chúng ta có thể phát hiện những thiên hà có khối lượng tầm trung khi Vụ trụ có độ tuổi bằng 8% hiện nay. Sự kết hợp của dữ liệu SERVS và dữ liệu từ tàu vũ trụ Herschel cũng có nghĩa rằng chúng ta có thể quan sát những ngôi sao khá già, những ngôi sao đang phát triển và những vụ nổ hình thành sao chứa đầy bụi. Từ đó chúng ta thu được một bức tranh trọn vẹn về sự hình thành của các thiên hà thời kỳ đầu của Vũ trụ”.

Minh họa của họa sĩ của Spitzer được nhìn thấy trên bầu trời hồng ngoại. Ánh sang trong ảnh là lớp bụi phát sáng giải phóng từ thiên hà Milky Way với tỷ lệ 100 micromet. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech)

Sự kết hợp của độ nhạy và khu vực do SERVS khảo sát là chưa từng có; độ nhạy có nghĩa rằng sự hình thành thiên hà có thể được nghiên cứu khi Vũ trụ còn rất trẻ, trong khi khu vực rộngcó nghĩa rằng những quá trình hình thành này có thể được nghiên cứu trong điều kiện phân bố cơ bản của vật chất “tối”. Tính năng này sẽ được củng cố nhờ sự điều phối với những quan sát từ các thiết bị khác được lên kế hoạch một cách kỹ càng.

Những vùng không gian được lựa chọn một cách cẩn thận để phù hợp với những vùng không gian sẽ có hình ảnh sâu từ Đài thiên văn không gian Herschel, máy ảnh SCUBA-2 trên Kính viễn vọng James Clark Maxwell (JCMT) và từ Khảo sát Video về nguồn gốc các thiên hà VISTA.

Mỗi thiết bị trên cung cấp một khía cạnh khác nhau về quá trình hình thành của thiên hà. Sự kết hợp dữ liệu trên nhiều bước sóng có nghĩa rằng chúng ta sẽ thu được một bức tranh trọn vẹn về sự phát triển của thiên hà, không còn phần nào của quá trình hình thành này được “ẩn dấu” do tác động của bụi vũ trụ.

Tiến sĩ Seb Oliver thuộc Đại học Sussex cho biết: “Thật tuyệt vời khi chứng kiến những thiết bị thiên văn hàng đầu cả trên mặt đất và không gian cùng tập trung làm việc để trả lời cho những câu hỏi cơ bản về sự hình thành và phát triển của thiên hà”.

Tiến sĩ Matt Jarvis thuộc Đại học Hertfordshire thêm vào : “Sự kết hợp của SERVS và VIDEO sẽ cho phép chúng ta thực hiện nghiên cứu đầy đủ về sự phát triển của thiên hà qua chu trình lịch sử của Vũ trụ. Tuy nhiên, tiến bộ chính so với những khảo sát đã thực hiện đó là sự kết hợp giữa độ sâu và diện tích bao phủ, cho phép chúng ta thực hiện nghiên cứu ở những khu vực dày đặc nhất cũng như thưa thớt nhất của Vũ trụ. Điều này sẽ là tiền đề cho việc xây dựng bức tranh tổng thể về sự hình thành và phát triển của thiên hà dưới tác động của môi trường xung quanh”.

Khảo sát sẽ được triển khai vào đầu năm 2009, năm quốc tế về thiên văn học (IYA2009). Với sự tham gia của hơn 140 quốc gia trên thê giới, và với những sự kiện được tổ chức trên phạm vi quốc gia, khu vực và toàn cầu trong năm nay, IYA2009 sẽ không chỉ cho phép chúng ta quan sát các thiên thể đáng kinh ngạc hình thành nên Vũ trụ, mà còn cung cấp một số lượng những sự kiện và dự án đa dạng, từ triển lãm thiên văn học cho đến tương tác blog ảo.