Hoàn thiện bức tranh về Dải Ngân Hà

Dải Ngân Hà, thiên hà của chúng ta, thực chất là một hệ thống hỗn loạn và phức tạp hơn chúng ta tưởng. Các ngôi sao hình thành rồi chết đi, khí gas rơi vào rồi bị đẩy ra, các thiên hà nhỏ hơn va chạm và bị hút vào bởi lực hấp dẫn. Trong quá trình đó, nhiều ngôi sao từ các thiên hà khác bị “bắt cóc” và trôi dạt vào Ngân Hà, tạo thành các dòng sao (stellar streams) mờ nhạt nhưng dài hàng trăm năm ánh sáng.
Rubin sẽ cho phép các nhà khoa học theo dõi chuyển động của từng ngôi sao qua thời gian dài, từ đó xác định nguồn gốc của chúng: sinh ra trong Dải Ngân Hà hay là “ngoại binh” đến từ nơi khác.

Đài quan sát này sẽ mang đến cái nhìn tuyệt đẹp về không gian sâu

Bên cạnh đó, Rubin cũng được kỳ vọng sẽ phát hiện thêm nhiều thiên hà nhỏ đang quay quanh chúng ta, có cái chỉ gồm vài trăm ngôi sao, từ đó giúp loài người có một cái nhìn đầy đủ hơn bao giờ hết về hệ thống thiên hà của chính mình. Khi đó, các nhà thiên văn mới có thể trả lời câu hỏi đầy kích thích: liệu những gì chúng ta quan sát được và các định luật vật lý áp dụng ở Dải Ngân Hà có đại diện cho toàn bộ vũ trụ, hay chúng chỉ là ngoại lệ đặc biệt – như cấu trúc xoắn ốc độc đáo, lịch sử hình thành khác thường, hay tỷ lệ vật chất-vật chất tối dị biệt?

Khám phá vật chất tối và năng lượng tối

Về cơ bản, tất cả những gì anh em chúng ta có thể quan sát, từ sao, hành tinh, bụi khí, chỉ chiếm 5% khối lượng toàn vũ trụ. Phần còn lại gồm 25% là vật chất tối, và 70% là năng lượng tối, vốn là những thành phần không thể nhìn thấy, đo lường trực tiếp, nhưng được suy ra từ những hiện tượng bất thường mà các nhà khoa học đã phát hiện từ thế kỷ 20.

Các nhà khoa học kì vọng đài quan sát có thể xác định vật chất tối của vũ trụ

Vật chất tối, được Vera Rubin phát hiện manh mối từ thập niên 1970, được cho là đã “giữ chặt” các thiên hà lại với nhau, bất chấp vận tốc quay của chúng có thể khiến chúng văng ra xa. Nó cũng có thể làm cong đường đi của ánh sáng, khiến hình ảnh các thiên hà xa xôi bị biến dạng. Đây cũng là một hiệu ứng mà Rubin sẽ ghi nhận và lập bản đồ theo thời gian. Từ những bản đồ đó, các nhà khoa học có thể suy luận đặc tính của các hạt vật chất tối: liệu chúng “lạnh” hay “nóng”, nhỏ hay lớn và những chi tiết nhỏ có thể làm thay đổi toàn bộ mô hình vũ trụ học hiện tại.

Đồng thời xác định năng lượng tối

Còn năng lượng tối thậm chí còn bí ẩn hơn. Nó được cho là đang khiến vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh, một hiện tượng hoàn toàn ngược với dự đoán trước đây. Dữ liệu từ Rubin, đặc biệt là từ hàng triệu vụ nổ siêu tân tinh (supernova), sẽ được dùng để đo tốc độ giãn nở vũ trụ theo thời gian, và kiểm chứng xem liệu năng lượng tối có đang thay đổi hay không. Nếu khả năng này được chứng minh, các nhà vật lý thậm chí sẽ phải viết lại cả các định luật nổi tiếng của Einstein.

Niềm háo hức từ những điều chưa biết

Cuối cùng, điều khiến cộng đồng thiên văn học hào hứng nhất lại không nằm trong bất kỳ giả thuyết nào – mà chính là khả năng Rubin sẽ phát hiện những thứ chưa ai từng nghĩ tới. Bởi khi anh em có một chiếc kính thiên văn có thể “soi” toàn bầu trời mỗi đêm, trong suốt 10 năm, thì khả năng tìm thấy những “chú thỏ khổng lồ vũ trụ”, cách ví von đầy hài hước của một nhà khoa học, là hoàn toàn có thể. Và chính những điều chưa biết ấy, mới là thứ khiến Rubin trở thành một trong những dự án khoa học đáng mong chờ nhất của thế kỷ

Nguồn: National Geographic