Nhóm nghiên cứu từ Dự án Năng Lượng Tối HETDEX vừa công bố bản đồ 3D chi tiết nhất về ánh sáng từ vũ trụ cách đây 9-11 tỷ năm. Bản đồ theo dõi bức xạ Lyman alpha - loại ánh sáng phát ra khi nguyên tử hydro hấp thụ năng lượng từ các ngôi sao gần đó. Nhóm sử dụng phương pháp Line Intensity Mapping để phát hiện ánh sáng mờ từ các thiên hà nhỏ và đám mây khí trước đây không quan sát được. Kính viễn vọng Hobby-Eberly tại Texas đã thu thập hơn 600 triệu phổ ánh sáng từ vùng trời rộng bằng 2.000 mặt trăng tròn. Siêu máy tính phân tích nửa petabyte dữ liệu để hoàn thiện bản đồ. Nghiên cứu công bố trên The Astrophysical Journal ngày 3/3.
Phân Tích
Đây là một bước tiến quan trọng trong việc hiểu cấu trúc vũ trụ sơ khai, nhưng điều đáng chú ý hơn là phương pháp nghiên cứu. HETDEX chỉ sử dụng 5% dữ liệu thu thập được - con số này cho thấy tiềm năng khổng lồ của khoa học dữ liệu trong thiên văn học. Phần còn lại không phải là rác, mà là kho báu chưa được khai thác.
Phép so sánh về chuyến bay nhìn xuống thành phố của giáo sư Julian Muñoz rất thực tế. Cách tiếp cận truyền thống chỉ đếm những thiên hà sáng nhất - giống như chỉ đánh dấu New York và Los Angeles trên bản đồ Mỹ. Line Intensity Mapping giống như chụp ảnh vệ tinh ban đêm: mờ hơn, nhưng bạn thấy được cả những thị trấn nhỏ phát sáng.
Điều này có ý nghĩa thực tế. Nếu bạn chỉ nghiên cứu các thiên hà sáng, bạn sẽ có cái nhìn sai lệch về vũ trụ - giống như đánh giá dân số Mỹ chỉ dựa trên Manhattan. Hầu hết vật chất trong vũ trụ nằm ở những vùng "ngoại ô" mờ nhạt này. Bản đồ mới giúp các nhà khoa học kiểm tra mô phỏng máy tính với thực tế quan sát được.
McDonald Observatory ở Texas đang trở thành trung tâm nghiên cứu vũ trụ sơ khai quan trọng. Kính Hobby-Eberly không lớn nhất hay mới nhất, nhưng thiết kế độc đáo cho phép thu thập khối lượng dữ liệu khổng lồ. Đây là ví dụ điển hình về chiến lược "big data" trong thiên văn học - thay vì quan sát sâu vài mục tiêu, bạn quét rộng và phân tích sau.
Bước tiếp theo là so sánh bản đồ Lyman alpha với bản đồ các nguyên tố khác như carbon monoxide để hiểu môi trường hình thành sao. Khi các kính viễn vọng mới như James Webb Space Telescope và các dự án intensity mapping khác đi vào hoạt động, chúng ta sẽ có cái nhìn lập thể về vũ trụ từ nhiều "góc nhìn" khác nhau. Thập kỷ 2020 đang trở thành thời kỳ vàng của lập bản đồ vũ trụ.