Kính thiên văn chân trời sự kiện (EHT - Event Horizon Telescope) - một mạng lưới gồm 8 kính viễn vọng vô tuyến trên mặt đất được kết nối bằng sự hợp tác quốc tế. Kính thiên văn EHT được thiết kế để ghi lại hình ảnh của một lỗ đen. Hôm nay ngày 10/04/2019, trong cuộc họp báo phối hợp trên toàn cầu, các nhà nghiên cứu EHT tiết lộ rằng họ đã thành công, tiết lộ bằng chứng trực quan đầu tiên về một lỗ đen siêu lớn và bóng của nó.
Bước đột phá này đã được công bố ngày hôm nay cùng một loạt sáu bài báo được xuất bản trong một số đặc biệt của tạp chí The Astrophysical Journal Letters. Hình ảnh cho thấy lỗ đen ở trung tâm của Messier 87, một thiên hà khổng lồ trong cụm thiên hà Virgo gần đó. Lỗ đen này nằm cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng và có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần so với Mặt trời.
EHT liên kết các kính viễn vọng trên toàn cầu để tạo thành một kính viễn vọng ảo cỡ Trái Đất với độ nhạy và độ phân giải chưa từng có. EHT là kết quả của nhiều năm hợp tác quốc tế và cung cấp cho các nhà khoa học một cách mới để nghiên cứu các vật thể cực đoan nhất trong Vũ trụ được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Einstein trong suốt một trăm năm vơis thí nghiệm lịch sử lần đầu tiên đã xác nhận lý thuyết.
"Chúng tôi đã chụp được bức ảnh đầu tiên về một lỗ đen", giám đốc dự án EHT, ông Sheperd S. Doeleman thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard & Smithsonian. "Đây là một kỳ công khoa học phi thường được thực hiện bởi một nhóm gồm hơn 200 nhà nghiên cứu."
Lỗ đen là những vật thể vũ trụ phi thường với khối lượng khổng lồ nhưng kích thước cực kỳ nhỏ gọn. Sự hiện diện của những vật thể này ảnh hưởng đến môi trường của chúng theo những cách cực đoan, làm cong không thời gian và làm siêu nóng bất kỳ vật liệu xung quanh.
"Nếu bị mắc vào trong một vùng sáng, như một đĩa khí phát sáng, chúng ta hy vọng một lỗ đen sẽ tạo ra một vùng tối tương tự như một cái bóng - điều mà được dự đoán theo thuyết tương đối rộng của Einstein mà chúng ta chưa từng thấy trước đây", chủ tịch của Hội đồng Khoa học EHT, ông Heino Falcke thuộc Đại học Radboud, Hà Lan giải thích. "Cái bóng này, do sự uốn cong hấp dẫn và thu ánh sáng của đường chân trời sự kiện, cho thấy rất nhiều về bản chất của những vật thể mê hoặc này và cho phép chúng ta đo được khối lượng khổng lồ của lỗ đen M87 . "
Nhiều phương pháp hiệu chuẩn và hình ảnh đã tiết lộ một cấu trúc giống như chiếc vòng với vùng tối trung tâm - bóng đen lỗ đen - tồn tại qua nhiều quan sát EHT độc lập.
"Một khi chúng tôi chắc chắn đã chụp được cái bóng, chúng tôi có thể so sánh các quan sát của chúng tôi với các mô hình máy tính bao gồm vật lý của không gian bị biến dạng, vật chất bị quá nóng và từ trường mạnh. Nhiều đặc điểm của hình ảnh quan sát phù hợp với sự hiểu biết dựa trên lý thuyết của chúng tôi", đó là nhận xét từ Paul TP Ho, thành viên Hội đồng EHT và là Giám đốc Đài thiên văn Đông Á. "Điều này khiến chúng tôi tự tin về việc giải thích các quan sát của mình, bao gồm cả ước tính của chúng tôi về khối lượng lỗ đen."
Video cách chụp ảnh hố đen bởi kính thiên văn EHT
Tạo được EHT là một thách thức ghê gớm, đòi hỏi phải nâng cấp và kết nối một mạng lưới gồm 8 kính viễn vọng có sẵn trên toàn thế giới được triển khai tại nhiều địa điểm với cao độ đầy thách thức. Những địa điểm này bao gồm núi lửa ở Hawaii và Mexico, những ngọn núi ở Arizona và Sierra Nevada, Tây Ban Nha, sa mạc Atacama của Chile và Nam Cực.
Các quan sát EHT sử dụng một kỹ thuật gọi là giao thoa kế đường cơ sở rất dài (VLBI) để đồng bộ hóa các cơ sở kính viễn vọng trên khắp thế giới và khai thác sự quay của hành tinh chúng ta để tạo thành một kính viễn vọng cỡ Trái Đất khổng lồ quan sát ở bước sóng 1,3 mm. VLBI cho phép EHT đạt được độ phân giải góc 20 micro-giây - đủ để đọc một tờ báo ở New York từ một quán cà phê vỉa hè ở Paris.
Các kính viễn vọng đóng góp vào kết quả này là ALMA, APEX, Kính viễn vọng 30 mét IRAM, Kính thiên văn James Clerk Maxwell, Kính thiên văn milimet lớn Alfonso Serrano, Mảng máy nghiền siêu âm, Kính thiên văn siêu nhỏ và Kính viễn vọng Nam Cực. Hàng Petabyte dữ liệu thô từ các kính thiên văn được kết hợp bởi các siêu máy tính chuyên dụng cao được lưu trữ bởi Viện thiên văn vô tuyến Max Planck và Đài thiên văn MIT Haystack.
Việc xây dựng EHT và các quan sát được công bố hôm nay minh chứng cho đỉnh cao của nhiều thập kỷ làm việc trên các quan sát, kỹ thuật và lý thuyết. Ví dụ này về tinh thần đồng đội toàn cầu cần có sự cộng tác chặt chẽ của các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới. Mười ba tổ chức đối tác đã làm việc cùng nhau để tạo ra EHT, sử dụng cả cơ sở hạ tầng có sẵn và hỗ trợ từ nhiều cơ quan khác nhau. Tài trợ chính được cung cấp bởi Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSF), Hội đồng nghiên cứu châu Âu của EU (ERC) và các cơ quan tài trợ ở Đông Á.
Ông Doeleman kết luận: "Những đột phá trong công nghệ, kết nối giữa các đài quan sát vô tuyến tốt nhất thế giới và các thuật toán cải tiến tất cả đã kết hợp với nhau để mở ra một cửa sổ hoàn toàn mới trên các lỗ đen và chân trời sự kiện."
Các bài báo khoa học được công bố của dự án:
[1] Paper I: The Shadow of the Supermassive Black Hole
[2] Paper II: Array and Instrumentation
[3] Paper III: Data processing and Calibration
[4] Paper IV: Imaging the Central Supermassive Black Hole
[5] Paper V: Physical Origin of the Asymmetric Ring
[6] Paper VI: The Shadow and Mass of the Central Black Hole
Khám phá khoa học - Theo EHT
0 Nhận xét