Đài quan sát Vera C. Rubin đã công bố những hình ảnh đầu tiên khi bắt đầu sứ mệnh kéo dài 10 năm thực hiện Khảo sát Di sản Không gian và Thời gian (LSST).
LSST sẽ cách mạng hóa thiên văn học với một trong những mục tiêu chính là nghiên cứu năng lượng tối, lực bí ẩn thúc đẩy sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ, và vật chất tối, chất lạ chiếm 85% "vật chất" trong vũ trụ nhưng vẫn vô hình.
Từ đỉnh Cerro Pachón ở Chile, một ngọn núi cao khoảng 5.200 feet (1.600 mét) so với mực nước biển, Rubin quét toàn bộ bầu trời đêm ở Nam Bán cầu ba đêm một lần. Nỗ lực này sẽ là bản đồ liên tục rộng lớn nhất về bầu trời phía nam từng được thực hiện và sẽ được Rubin thực hiện bằng Kính viễn vọng khảo sát Simonyi 8,4 mét và máy ảnh LSST (LSSTCam), máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất từng được chế tạo với kích thước khoảng một chiếc ô tô nhỏ.
Chỉ một hình ảnh từ LSSTCam bao phủ một khu vực tương đương với kích thước của 45 trăng tròn trên bầu trời. Trên đây là hình ảnh đầu tiên của đài quan sát về cụm sao Xử Nữ, một cụm thiên hà rộng lớn nằm cách Trái đất khoảng 53,8 triệu năm ánh sáng. Hình ảnh cho thấy một loạt lớn các thiên thể, bao gồm các thiên hà và các ngôi sao. Chứng minh tiềm năng thực sự của Rubin, riêng hình ảnh này đã chứa một tấm thảm phong phú gồm khoảng 10 triệu thiên hà.
Thật đáng kinh ngạc, mười triệu thiên hà trong hình ảnh trên chỉ chiếm 0,05% trong số khoảng 20 tỷthiên hà mà Rubin sẽ chụp ảnh vào cuối LSST. Trên thực tế, trong một thập kỷ, Rubin sẽ thu thập được dữ liệu về khoảng 40 tỷ thiên thể, nghĩa là chúng ta sẽ nhìn thấy nhiều thiên thể hơn số lượng con người còn sống lần đầu tiên.
Không có gì ngạc nhiên khi nhiều trong số những thiên thể này hoàn toàn mới và được con người nhìn thấy lần đầu tiên vào ngày hôm nay. Các vật thể quen thuộc đã được đánh dấu trong hình ảnh bên dưới.
"Đài quan sát Vera C. Rubin sẽ cho phép chúng ta tăng thêm chiều sâu và động lực cho hoạt động quan sát vũ trụ", Roberto Ragazzoni, chủ tịch Viện Vật lý thiên văn quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố.
"Với kính viễn vọng loại 8 mét này có khả năng liên tục lập bản đồ bầu trời phía nam ba ngày một lần, chúng ta bước vào kỷ nguyên 'astro-cinematography', khám phá một chiều không gian mới: chiều không gian thời gian, mà chúng ta mong đợi sẽ nghiên cứu vũ trụ với một góc nhìn mới, điều này giờ đây có thể thực hiện được nhờ vào việc sử dụng các công nghệ thông tin mới để xử lý khối lượng dữ liệu mà nếu không thì sẽ không thể hiểu được."
Các "sao biến thiên" mà nó nhìn thấy sẽ bao gồm hơn 100 triệu ngôi sao biến quang thay đổi độ sáng của chúng do dao động, bất ổn nhiệt và thậm chí do các hành tinh "quá cảnh" hoặc đi qua giữa Rubin và các đĩa có thể nhìn thấy của chúng.
Rubin cũng sẽ có thể quan sát hàng triệu ngôi sao lớn khi chúng kết thúc cuộc đời và trải qua các vụ nổ siêu tân tinh. Đài quan sát mang tính đột phá này cũng sẽ điều tra cái gọi là "siêu tân tinh loại Ia", được kích hoạt khi các sao lùn trắng đã chết trải qua các vụ nổ hạt nhân mất kiểm soát sau khi ăn quá nhiều các ngôi sao đồng hành.
Siêu tân tinh loại Ia còn được gọi là "nến chuẩn" do thực tế là độ sáng nhất quán của chúng cho phép các nhà thiên văn học sử dụng chúng để đo khoảng cách vũ trụ. Do đó, Rubin cũng sẽ tạo ra tác động gián tiếp đến thiên văn học bằng cách cung cấp cho các nhà khoa học một lượng lớn khoảng cách mới và được hiểu rõ hơn giữa các vật thể trong vũ trụ.
Gần nhà hơn, bằng cách quan sát các vật thể khi chúng thay đổi độ sáng trên bầu trời đêm, Rubin sẽ cung cấp cho các nhà thiên văn học bức tranh tốt hơn về các tiểu hành tinh và các vật thể nhỏ khi chúng quay quanh Trái đất. Điều này có thể giúp các cơ quan vũ trụ như NASA đánh giá các mối đe dọa tiềm tàng đối với Trái đất và bảo vệ chống lại các tiểu hành tinh.
Video YouTube bên dưới cho thấy hơn 2.100 tiểu hành tinh mới được Rubin phát hiện chỉ trong tuần đầu tiên hoạt động.
"Nếu có vật gì đó trên bầu trời di chuyển hoặc thay đổi, Rubin sẽ phát hiện ra và phân phối thông tin theo thời gian thực cho toàn thế giới. Điều này có nghĩa là chúng ta sẽ có thể quan sát các hiện tượng thoáng qua đang diễn ra, giúp có thể thực hiện các khám phá thiên văn mới, thường là bất ngờ", Sara (Rosaria) Bonito thuộc Hội đồng quản trị của Liên minh khám phá LSST thuộc Đài quan sát Vera C. Rubin cho biết.
"Rubin sẽ sản xuất một bộ phim nhiều màu thực sự về bầu trời, kéo dài cả một thập kỷ. Một bộ phim cho phép chúng ta nhìn thấy vũ trụ theo cách chưa từng có: không chỉ thông qua hình ảnh tĩnh mà còn trong quá trình tiến hóa năng động".
"Những hình ảnh xem trước lén lút này đã làm nổi bật sự độc đáo của Rubin khi nhìn vũ trụ theo cách mà chúng ta chưa từng làm trước đây, mang lại sự sống cho bầu trời!" Andrés Alejandro Plazas Malagón, một nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford và là thành viên của Nhóm khoa học cộng đồng của Đài quan sát Rubin, đã nói với Space.com. "Những hình ảnh xem trước này cũng làm nổi bật sự tinh vi và sức mạnh của phần mềm được sử dụng để thu nhỏ hoặc 'làm sạch' hình ảnh: LSST Science Pipelines."
Hình ảnh bên dưới cho thấy tinh vân Triffid (còn được gọi là Messier 20 hoặc NGC 6514) ở góc trên bên phải, nằm cách Trái đất khoảng 9.000 năm ánh sáng, và tinh vân Lagoon (Messier 8 hoặc NGC 6523), ước tính cách xa 4.000 đến 6.000 năm ánh sáng. Đây là những vùng mà các đám mây khí và bụi đang ngưng tụ để sinh ra những ngôi sao mới.
Bức ảnh trên kết hợp 678 hình ảnh riêng biệt do Rubin chụp trong hơn 7 giờ quan sát. Bằng cách kết hợp các hình ảnh như thế này, Rubin có khả năng tiết lộ những chi tiết mà nếu không thì quá mờ để nhìn thấy hoặc thực tế là vô hình. Điều này cho thấy các đám mây khí và bụi tạo nên các tinh vân này với độ chi tiết đáng kinh ngạc.
"Hình ảnh Trifod-Lagoon cho thấy hai tinh vân này hoặc 'vườn ươm sao' làm nổi bật các vùng khí và bụi, được tạo thành từ khoảng 678 hình ảnh riêng lẻ", Plazas Malagón cho biết. "Thật ấn tượng khi trường nhìn rộng của LSSTCam đã chụp được toàn bộ cảnh tượng cùng một lúc!"
Hình ảnh bên dưới cho thấy một phần nhỏ trong tổng thể góc nhìn của Rubin về cụm sao Xử Nữ. Các ngôi sao tiền cảnh sáng trong hình ảnh này nằm gần nhà hơn, nằm trong Ngân Hà. Ở phía sau là nhiều thiên hà thậm chí còn xa hơn cả cụm Xử Nữ.
Hình ảnh bên dưới cho thấy một phần nhỏ khác trong tổng thể góc nhìn của Rubin về cụm Xử Nữ. Có thể nhìn thấy ở góc dưới bên phải của hình ảnh là hai thiên hà xoắn ốc nổi bật. Phía trên bên phải của hình ảnh là ba thiên hà đang va chạm và hợp nhất.
Hình ảnh cũng chứa một số nhóm thiên hà xa xôi khác, cũng như vô số các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta. Đây chỉ là một phần 50 của toàn bộ hình ảnh mà nó xuất phát.
"Những hình ảnh xem trước khác cho thấy một phần của cụm Virgo, một cụm thiên hà gồm khoảng 1.000 thiên hà. Được xây dựng từ khoảng 10 giờ dữ liệu, chúng tôi đã thấy khả năng của Rubin trong việc chụp những vật thể mờ nhất với độ chi tiết tuyệt vời, điều này sẽ cho phép khoa học tuyệt vời. Và những hình ảnh này chỉ chiếm khoảng 2 phần trăm trường nhìn của một hình ảnh LSSTcam duy nhất!" Plazas Malagón cho biết.
Các bài viết liên quan:
— Đài quan sát Rubin có thể phát hiện hàng nghìn 'ngôi sao hỏng' như thế nào
— Máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới giúp Đài quan sát Vera Rubin mới tạo ra 'kỷ lục tua nhanh thời gian của vũ trụ' (video)
— Đài quan sát Rubin vượt qua các bài kiểm tra hình ảnh đầu tiên, sẵn sàng sử dụng máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới
Sau khi công bố những hình ảnh này, bước tiến lớn tiếp theo của Rubin sẽ là sự khởi đầu của LSST, dự kiến diễn ra trong vài tháng tới.
"Đài quan sát Vera C. Rubin và dự án LSST đầu tiên của đài quan sát này là một cơ hội độc đáo cho thế hệ mới", Bonito cho biết. "Đây là di sản tuyệt vời cho bất kỳ ai muốn tiếp cận các ngành khoa học, cung cấp một công cụ mang tính cách mạng cho vật lý thiên văn và các công nghệ mới để giải thích dữ liệu."
Bonito nói thêm rằng vật lý thiên văn có thể thực hiện với Rubin cực kỳ đa dạng: một chiến dịch quan sát duy nhất sẽ cho phép chúng ta phản hồi các chủ đề khoa học rất rộng, liên quan đến thiên hà của chúng ta mà còn cả vật chất tối, hệ mặt trời của chúng ta và thậm chí cả những hiện tượng khó lường nhất xảy ra trên bầu trời."
Và với 10 năm của LSST phía trước, tương lai của Rubin và thiên văn học nói chung là tươi sáng.
"Những hình ảnh xem trước này cũng đã làm nổi bật sự tinh vi và sức mạnh của phần mềm LSST Science Pipelines được sử dụng để giảm hoặc 'làm sạch' hình ảnh", Plazas Malagón kết luận. "Là một nhà vũ trụ học quan sát và đã làm việc trong quá trình phát triển LSST Science Pipelines và đặc điểm của LSSTCam, tôi tự hào và vô cùng phấn khích về những gì sắp tới!"
Để khám phá hình ảnh đầu tiên từ Rubin và tự mình khám phá, hãy đến Đài quan sát Vera C. Rubin Trang SkyViewer.
LSST sẽ cách mạng hóa thiên văn học với một trong những mục tiêu chính là nghiên cứu năng lượng tối, lực bí ẩn thúc đẩy sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ, và vật chất tối, chất lạ chiếm 85% "vật chất" trong vũ trụ nhưng vẫn vô hình.
Từ đỉnh Cerro Pachón ở Chile, một ngọn núi cao khoảng 5.200 feet (1.600 mét) so với mực nước biển, Rubin quét toàn bộ bầu trời đêm ở Nam Bán cầu ba đêm một lần. Nỗ lực này sẽ là bản đồ liên tục rộng lớn nhất về bầu trời phía nam từng được thực hiện và sẽ được Rubin thực hiện bằng Kính viễn vọng khảo sát Simonyi 8,4 mét và máy ảnh LSST (LSSTCam), máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất từng được chế tạo với kích thước khoảng một chiếc ô tô nhỏ.
Chỉ một hình ảnh từ LSSTCam bao phủ một khu vực tương đương với kích thước của 45 trăng tròn trên bầu trời. Trên đây là hình ảnh đầu tiên của đài quan sát về cụm sao Xử Nữ, một cụm thiên hà rộng lớn nằm cách Trái đất khoảng 53,8 triệu năm ánh sáng. Hình ảnh cho thấy một loạt lớn các thiên thể, bao gồm các thiên hà và các ngôi sao. Chứng minh tiềm năng thực sự của Rubin, riêng hình ảnh này đã chứa một tấm thảm phong phú gồm khoảng 10 triệu thiên hà.
Thật đáng kinh ngạc, mười triệu thiên hà trong hình ảnh trên chỉ chiếm 0,05% trong số khoảng 20 tỷthiên hà mà Rubin sẽ chụp ảnh vào cuối LSST. Trên thực tế, trong một thập kỷ, Rubin sẽ thu thập được dữ liệu về khoảng 40 tỷ thiên thể, nghĩa là chúng ta sẽ nhìn thấy nhiều thiên thể hơn số lượng con người còn sống lần đầu tiên.
Không có gì ngạc nhiên khi nhiều trong số những thiên thể này hoàn toàn mới và được con người nhìn thấy lần đầu tiên vào ngày hôm nay. Các vật thể quen thuộc đã được đánh dấu trong hình ảnh bên dưới.
"Đài quan sát Vera C. Rubin sẽ cho phép chúng ta tăng thêm chiều sâu và động lực cho hoạt động quan sát vũ trụ", Roberto Ragazzoni, chủ tịch Viện Vật lý thiên văn quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố.
"Với kính viễn vọng loại 8 mét này có khả năng liên tục lập bản đồ bầu trời phía nam ba ngày một lần, chúng ta bước vào kỷ nguyên 'astro-cinematography', khám phá một chiều không gian mới: chiều không gian thời gian, mà chúng ta mong đợi sẽ nghiên cứu vũ trụ với một góc nhìn mới, điều này giờ đây có thể thực hiện được nhờ vào việc sử dụng các công nghệ thông tin mới để xử lý khối lượng dữ liệu mà nếu không thì sẽ không thể hiểu được."
Nếu nó di chuyển, Rubin sẽ nhìn thấy nó
Một trong những khả năng ấn tượng nhất của Rubin là khả năng nghiên cứu các vật thể thay đổi độ sáng theo thời gian khi nó xây dựng "bộ phim vĩ đại nhất mọi thời đại." Sức mạnh độc đáo này xuất phát từ thực tế là Rubin có thể quét bầu trời với tốc độ cực nhanh, nhanh hơn khoảng 10 đến 100 lần so với các kính thiên văn lớn tương tự.Các "sao biến thiên" mà nó nhìn thấy sẽ bao gồm hơn 100 triệu ngôi sao biến quang thay đổi độ sáng của chúng do dao động, bất ổn nhiệt và thậm chí do các hành tinh "quá cảnh" hoặc đi qua giữa Rubin và các đĩa có thể nhìn thấy của chúng.
Rubin cũng sẽ có thể quan sát hàng triệu ngôi sao lớn khi chúng kết thúc cuộc đời và trải qua các vụ nổ siêu tân tinh. Đài quan sát mang tính đột phá này cũng sẽ điều tra cái gọi là "siêu tân tinh loại Ia", được kích hoạt khi các sao lùn trắng đã chết trải qua các vụ nổ hạt nhân mất kiểm soát sau khi ăn quá nhiều các ngôi sao đồng hành.
Siêu tân tinh loại Ia còn được gọi là "nến chuẩn" do thực tế là độ sáng nhất quán của chúng cho phép các nhà thiên văn học sử dụng chúng để đo khoảng cách vũ trụ. Do đó, Rubin cũng sẽ tạo ra tác động gián tiếp đến thiên văn học bằng cách cung cấp cho các nhà khoa học một lượng lớn khoảng cách mới và được hiểu rõ hơn giữa các vật thể trong vũ trụ.
Gần nhà hơn, bằng cách quan sát các vật thể khi chúng thay đổi độ sáng trên bầu trời đêm, Rubin sẽ cung cấp cho các nhà thiên văn học bức tranh tốt hơn về các tiểu hành tinh và các vật thể nhỏ khi chúng quay quanh Trái đất. Điều này có thể giúp các cơ quan vũ trụ như NASA đánh giá các mối đe dọa tiềm tàng đối với Trái đất và bảo vệ chống lại các tiểu hành tinh.
Video YouTube bên dưới cho thấy hơn 2.100 tiểu hành tinh mới được Rubin phát hiện chỉ trong tuần đầu tiên hoạt động.
"Rubin sẽ sản xuất một bộ phim nhiều màu thực sự về bầu trời, kéo dài cả một thập kỷ. Một bộ phim cho phép chúng ta nhìn thấy vũ trụ theo cách chưa từng có: không chỉ thông qua hình ảnh tĩnh mà còn trong quá trình tiến hóa năng động".
Sức mạnh của Rubin nằm ở chi tiết
Vài giờ trước khi phát hành những hình ảnh chính ở trên lúc 11 giờ sáng theo giờ miền Đông Hoa Kỳ (15 giờ GMT) vào thứ Hai (ngày 23 tháng 6), nhóm Rubin đã phát hành một số hình ảnh "xem trước" nhỏ hơn, là những phần nhỏ hơn của những hình ảnh lớn hơn này. Những hình ảnh này mang đến cho công chúng cơ hội chứng kiến những chi tiết đáng kinh ngạc trong những hình ảnh được chụp bởi máy ảnh LSST."Những hình ảnh xem trước lén lút này đã làm nổi bật sự độc đáo của Rubin khi nhìn vũ trụ theo cách mà chúng ta chưa từng làm trước đây, mang lại sự sống cho bầu trời!" Andrés Alejandro Plazas Malagón, một nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford và là thành viên của Nhóm khoa học cộng đồng của Đài quan sát Rubin, đã nói với Space.com. "Những hình ảnh xem trước này cũng làm nổi bật sự tinh vi và sức mạnh của phần mềm được sử dụng để thu nhỏ hoặc 'làm sạch' hình ảnh: LSST Science Pipelines."
Hình ảnh bên dưới cho thấy tinh vân Triffid (còn được gọi là Messier 20 hoặc NGC 6514) ở góc trên bên phải, nằm cách Trái đất khoảng 9.000 năm ánh sáng, và tinh vân Lagoon (Messier 8 hoặc NGC 6523), ước tính cách xa 4.000 đến 6.000 năm ánh sáng. Đây là những vùng mà các đám mây khí và bụi đang ngưng tụ để sinh ra những ngôi sao mới.
Bức ảnh trên kết hợp 678 hình ảnh riêng biệt do Rubin chụp trong hơn 7 giờ quan sát. Bằng cách kết hợp các hình ảnh như thế này, Rubin có khả năng tiết lộ những chi tiết mà nếu không thì quá mờ để nhìn thấy hoặc thực tế là vô hình. Điều này cho thấy các đám mây khí và bụi tạo nên các tinh vân này với độ chi tiết đáng kinh ngạc.
"Hình ảnh Trifod-Lagoon cho thấy hai tinh vân này hoặc 'vườn ươm sao' làm nổi bật các vùng khí và bụi, được tạo thành từ khoảng 678 hình ảnh riêng lẻ", Plazas Malagón cho biết. "Thật ấn tượng khi trường nhìn rộng của LSSTCam đã chụp được toàn bộ cảnh tượng cùng một lúc!"
Hình ảnh bên dưới cho thấy một phần nhỏ trong tổng thể góc nhìn của Rubin về cụm sao Xử Nữ. Các ngôi sao tiền cảnh sáng trong hình ảnh này nằm gần nhà hơn, nằm trong Ngân Hà. Ở phía sau là nhiều thiên hà thậm chí còn xa hơn cả cụm Xử Nữ.
Hình ảnh bên dưới cho thấy một phần nhỏ khác trong tổng thể góc nhìn của Rubin về cụm Xử Nữ. Có thể nhìn thấy ở góc dưới bên phải của hình ảnh là hai thiên hà xoắn ốc nổi bật. Phía trên bên phải của hình ảnh là ba thiên hà đang va chạm và hợp nhất.
Hình ảnh cũng chứa một số nhóm thiên hà xa xôi khác, cũng như vô số các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta. Đây chỉ là một phần 50 của toàn bộ hình ảnh mà nó xuất phát.
"Những hình ảnh xem trước khác cho thấy một phần của cụm Virgo, một cụm thiên hà gồm khoảng 1.000 thiên hà. Được xây dựng từ khoảng 10 giờ dữ liệu, chúng tôi đã thấy khả năng của Rubin trong việc chụp những vật thể mờ nhất với độ chi tiết tuyệt vời, điều này sẽ cho phép khoa học tuyệt vời. Và những hình ảnh này chỉ chiếm khoảng 2 phần trăm trường nhìn của một hình ảnh LSSTcam duy nhất!" Plazas Malagón cho biết.
Các bài viết liên quan:
— Đài quan sát Rubin có thể phát hiện hàng nghìn 'ngôi sao hỏng' như thế nào
— Máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới giúp Đài quan sát Vera Rubin mới tạo ra 'kỷ lục tua nhanh thời gian của vũ trụ' (video)
— Đài quan sát Rubin vượt qua các bài kiểm tra hình ảnh đầu tiên, sẵn sàng sử dụng máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới
Sau khi công bố những hình ảnh này, bước tiến lớn tiếp theo của Rubin sẽ là sự khởi đầu của LSST, dự kiến diễn ra trong vài tháng tới.
"Đài quan sát Vera C. Rubin và dự án LSST đầu tiên của đài quan sát này là một cơ hội độc đáo cho thế hệ mới", Bonito cho biết. "Đây là di sản tuyệt vời cho bất kỳ ai muốn tiếp cận các ngành khoa học, cung cấp một công cụ mang tính cách mạng cho vật lý thiên văn và các công nghệ mới để giải thích dữ liệu."
Bonito nói thêm rằng vật lý thiên văn có thể thực hiện với Rubin cực kỳ đa dạng: một chiến dịch quan sát duy nhất sẽ cho phép chúng ta phản hồi các chủ đề khoa học rất rộng, liên quan đến thiên hà của chúng ta mà còn cả vật chất tối, hệ mặt trời của chúng ta và thậm chí cả những hiện tượng khó lường nhất xảy ra trên bầu trời."
Và với 10 năm của LSST phía trước, tương lai của Rubin và thiên văn học nói chung là tươi sáng.
"Những hình ảnh xem trước này cũng đã làm nổi bật sự tinh vi và sức mạnh của phần mềm LSST Science Pipelines được sử dụng để giảm hoặc 'làm sạch' hình ảnh", Plazas Malagón kết luận. "Là một nhà vũ trụ học quan sát và đã làm việc trong quá trình phát triển LSST Science Pipelines và đặc điểm của LSSTCam, tôi tự hào và vô cùng phấn khích về những gì sắp tới!"
Để khám phá hình ảnh đầu tiên từ Rubin và tự mình khám phá, hãy đến Đài quan sát Vera C. Rubin Trang SkyViewer.
