Trung Quốc xây kính viễn vọng săn tìm vật chất tối

Các nhà khoa học Trung Quốc dự định xây dựng đài quan sát không gian tiếp theo nhằm tìm kiếm vật chất tối bí ẩn trong vũ trụ.

VLAST sẽ có độ nhạy cao hơn hẳn kính viễn vọng Fermi của NASA. Ảnh: NASA

Kính viễn vọng không gian tia gamma khu vực rất lớn (VLAST) đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển ban đầu. Nhưng mục tiêu của các nhà khoa học Trung Quốc là đạt độ gấp 10 lần Kính viễn vọng khu vực lớn Fermi của NASA, kính viễn vọng tia gamma nhạy nhất thế giới hiệu nay. VLAST có thể bay vào quỹ đạo cuối thập kỷ nếu được chính phủ Trung Quốc thông qua sớm, theo nhóm nghiên cứu.

Tia gamma là dạng ánh sáng với mức năng lượng cao nhất. Loại tia này giúp các nhà khoa học quan sát những vật thể như sao neutron quay nhanh và hố đen siêu đặc. Đó cũng là bằng chứng gián tiếp về vật chất tối, chiếm phần lớn lượng vật chất trong vũ trụ. Giới thiên văn học cho rằng vật chất tối chắc chắn tồn tại để cung cấp lực hấp dẫn cần thiết giúp liên kết các thiên hà và cụm thiên hà với nhau. Về mặt lý thuyết, khi những hạt vật chất tối va chạm, chúng phân rã hoặc triệt tiêu lẫn nhau, cùng lúc tạo ra tia gamma có thể phát hiện bằng kính viễn vọng.

Để tìm kiếm dấu vết của hạt vật chất tối, VLAST sẽ theo dõi quang phổ tia gamma giữa 0,3 giga-electron volt và 20 tera-electron volt với độ phân giải lớn chưa từng có, theo bài báo của nhóm nghiên cứu đăng trên tạp chí Acta Astronomica Sinica hôm 26/5. Theo họ, VLAST cũng sẽ nhìn sâu vào trung tâm dải Ngân Hà để kiểm tra hiện tượng dư thừa bức xạ tia gamma, có thể hé lộ sự tồn tại của vật chất tối tự triệt tiêu.

Tác giả bài báo bao gồm các nhà nghiên cứu đến từ Đài quan sát Purple Mountain ở Nam Ninh, Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc ở Hợp Phì và Viện Vật lý Hiện đại ở Lan Châu. Ngoài tìm kiếm vật chất tối, nhóm nghiên cứu cũng lên kế hoạch sử dụng VLAST để khám phá chớp tia gamma, sao nhị phân tia X và nguồn gốc của tia vũ trụ.

Dựa trên thiết kế sơ bộ, VLAST sẽ bao gồm 3 máy dò. Các máy dò sẽ phân biệt photon tia gamma với những loại hạt khác truyền đến kính viễn vọng, sau đó đo chính xác năng lượng và đường bay của photon tia gamma. Theo dự kiến, cụm máy dò sẽ có tổng khối lượng 16 tấn, nặng hơn nhiều so với kính viễn vọng không gian thông thường và cần đưa vào quỹ đạo bằng tên lửa Trường Chinh 5, theo trưởng nhóm nghiên cứu, Fan Yizhong ở Đài quan sát Purple.

Fan và cộng sự đang phát triển những công nghệ chủ chốt cho dự án, từ thiết bị điện tử tới máy dò và dàn vệ tinh. Họ tính toán cần ít nhất 10 năm để kính viễn vọng sẵn sàng hoạt động. Nhóm nghiên cứu đã đệ trình thiết kế VLAST lên Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và đang chờ quyết định.