Camera Năng Lượng Tối DECam gắn trên kính viễn vọng Blanco ở Chile
Dù được cho là chiếm đến 3/4 tổng năng-khối lượng của toàn bộ vũ trụ và có vai trò quan trọng đối với quá trình giãn nở gia tốc đang diễn ra (tốc độ mở rộng của vũ trụ ngày càng tăng), năng lượng tối vẫn đang nằm ngoài tầm hiểu biết của con người. Để vén màn bí mật, nhiều nỗ lực khoa học để đo đạc và phát hiện chúng vẫn đang hàng ngày được thực hiện. Mới đây, nhằm bổ sung thêm dữ liệu nghiên cứu, một thiết bị chụp ảnh vũ trụ mang tên Dark Energy Camera (Camera Năng Lượng Tối - DECam) với độ phân giải lên đến 570 megapixel bao gồm 62 cảm biến CCD đã được đưa vào hoạt động. Được biết đây là thiết bị đầu tiên được thiết kế riêng biệt dành cho mục đích săn tìm năng lượng tối bí ẩn này.Chế tạo tại Phòng Thí Nghiệm Gia Tốc Quốc Gia Fermi (Fermilab) dưới sự tài trợ và hợp tác của một tổ hợp gồm 23 viện nghiên cứu và 6 quốc gia dưới tên The Dark Energy Survey, DECam có kích cỡ khoảng bằng một buồng điện thoại. Sau khi hoàn thành, DECam đã được đặt tại cùng địa điểm với kính viễn vọng Victor M. Blanco (thuộc đài quan sát thiên văn CTIO) trên một đỉnh núi thuộc dãy Andes ở đất nước Chile.
Về khả năng của DECam, các nhà khoa học cho biết các cảm biến CCD của thiết bị này là loại siêu nhạy, đặc biệt với ánh sáng hồng ngoại, cho phép DECam thu nhận ánh sáng của hơn 100.000 thiên hà với khoảng cách lên đến 8 tỉ năm ánh sáng trong mỗi lần chụp. Một khả năng chưa có thiết bị nào cùng loại với nó trước đó khả dĩ làm được.
Với nhiệm vụ tìm hiểu năng lượng tối, cụ thể DECam sẽ được sử dụng để đo đạc lịch sử giãn nở của vũ trụ cũng như quá trình phát triển theo thời gian của các cấu trúc vũ trụ lớn (thiên hà, đám thiên hà...). Để hoàn thành nhiệm vụ này, thiết bị sẽ quan sát chụp ảnh bầu trời nhằm tìm kiếm 4 bằng chứng liên quan. Trước tiên, đó là tìm kiếm khoảng 4000 siêu tân tinh loại 1a, đo đạc khoảng cách cũng như độ dịch chuyển đỏ (redshift) của chúng để tính toán tốc độ giãn nở vũ trụ. Thứ hai, nhóm nghiên cứu sẽ khảo sát cách thức và tốc độ hình thành các đám thiên hà (galaxy cluster) trong vũ trụ. Thứ ba và bốn sẽ là nghiên cứu hiện tượng thấu kính hấp dẫn yếu và các dao động âm baryon (Baryon acoustic oscillation) nhờ các bức ảnh chụp được để tìm ra các thay đổi trong tốc độ hình thành và kết tập của vật chất trong vũ trụ.
Nếu xét dưới góc nhìn của người không chuyên môn, có thể tóm gọn nhiệm vụ của DECam sẽ là chụp ảnh (màu) của khoảng 1/8 diện tích bầu trời, với 300 triệu thiên hà, 100.000 đám thiên hà, và 4000 siêu tân tinh. Một khối lượng công việc quả thật rất khổng lồ, với thời gian hoàn thành chỉ trong 5 năm mà thôi.
Một tin nóng hổi liên quan đến dự án này là vào ngày 12 tháng 9 vừa qua, DECam đã đi vào hoạt động thử nghiệm và cho ra những hình ảnh đầu tiên về bầu trời phía nam với hệ thống camera 570 megapixel của mình. Những bức hình đã được thu nhỏ lại và chúng tôi đặt ngay dưới. DECam được dự kiến sẽ đưa vào hoạt động chính thức cỡ khoảng tháng 12 năm nay.
Video quá trình lắp đặt DECam:
Hình ảnh do DECam chụp được khi chạy thử nghiệm trong những ngày tháng 9 vừa qua:
Hình ảnh phóng to của tâm của đám sao hình cầu có tên 47 Tucanae nằm cách chúng ta khoảng 17.000 năm ánh sáng
Hình ảnh phóng to của thiên hà xoắn ốc NGC 1365 nằm trong đám các thiên hà Fornax, cách chúng ta khoảng 60 triệu năm ánh sáng.
...và đây là hình ảnh phóng to của đám thiên hà Fornax
Hình ảnh nguyên gốc của đám sao hình cầu 47 Tucanae
Còn đây là hình ảnh đám mây Ma gien lăng nhỏ, một thiên hà vệ tinh của thiên hà Ngân Hà của chúng ta, nằm cách Trái Đất khoảng 200.000 năm ánh sáng.
Hình ảnh Camera Năng Lượng Tối DECam:
Kính viễn vọng Blanco, nơi đồng thời đặt DECam
Hình ảnh các mốc thời gian và nhiệm vụ đo đạc vũ trụ mà nhóm nghiên cứu phải thực hiện cùng DECam:
Sử dụng DECam, the Dark Energy Survey sẽ xác định lịch sử giãn nở của vũ trụ cũng như quá trình phát triển theo thời gian của các cấu trúc vũ trụ lớn. Để hoàn thành nhiệm vụ này, DECam và các nhà khoa học sẽ phải quan sát bầu trời để tìm kiếm 4 miếng ghép cần thiết: siêu tân tinh, thấu kính hấp dẫn, các đám thiên hà và các dao động âm baryon.
Các đám thiên hà
DECam sẽ quan sát hàng chục ngàn đám thiên hà. Dù tuổi đời còn trẻ, quá trình phát triển của các đám thiên hà được cho là có liên quan mật thiết đến năng lượng tối
Các dao động âm baryon
Trong vũ trụ ban sơ, khoảng 100s sau Big Bang, vật chất được suy đoán là tồn tại trong một biển các hạt siêu nóng. Các dao động âm baryon, những gợn sóng trong biển hạt này, có vai trò trong sự hình thành các cấu trúc vũ trụ và chúng hoàn toàn có thể đo đạc được. DECam sẽ quan sát các thay đổi trong các gợn sóng baryon này để tìm hiểu những biến thiên trong tốc độ giãn nở vũ trụ.
