Con tàu khám phá ‘bí mật đen tối’ của vũ trụ

Vật chất tối và năng lượng tối tạo nên 95% vũ trụ nhưng đến nay các nhà thiên văn học vẫn chưa thể hiểu rõ về chúng, một lỗ hổng kiến thức mà nhà quản lý dự án Euclid Giuseppe Racca gọi là “sự xấu hổ của vũ trụ”.

Nhằm làm sáng tỏ bí mật đen tối này, sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) sẽ lập bản đồ 3D gồm hai tỷ thiên hà trên hơn một phần ba bầu trời. Với tầm nhìn trải rộng 10 tỷ năm ánh sáng, tàu Euclid sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách vũ trụ 13,8 tỷ năm tuổi phát triển.

Những hình ảnh đầu tiên về Euclid vừa được ESA công bố vào tuần này. Con tàu nặng 2 tấn, cao 4,7 m và rộng 3,5 m hiện nằm lặng lẽ trong một căn phòng tiệt trùng của công ty vũ trụ Thales Alenia ở thành phố Cannes, phía đông nam nước Pháp, nhưng chỉ vài tháng nữa, nó sẽ bay vào không gian để tìm kiếm vật chất và năng lượng tối.

Nhóm dự án Euclid đang hoàn tất một số thử nghiệm cuối cùng trước khi chuyển tàu vũ trụ đến Cape Canaveral ở Mỹ để phóng theo lịch trình từ ngày 1/7 đến 30/7 trên tên lửa Falcon 9 của SpaceX.

Euclid ban đầu được lên kế hoạch bay trên một tên lửa Soyuz của Nga, nhưng năm ngoái, Moscow đã rút các bệ phóng để đáp trả lệnh trừng phạt của châu Âu đối với cuộc xung đột ở Ukraine, khiến việc phóng tàu bị trì hoãn.

Giống như kính viễn vọng không gian James Webb, tàu Euclid sẽ được đặt trong một quỹ đạo ổn định cách Trái Đất khoảng 1,5 triệu km, được gọi là Điểm Lagrangian thứ hai (L2) của hệ thống Trái Đất-Mặt Trời, nơi lực hấp dẫn của hai thiên thể và lực ly tâm cân bằng nhau.

Racca cho biết tàu vũ trụ của ESA sẽ sớm gửi về những hình ảnh đầu tiên vào tháng 10, nhưng đối với những khám phá lớn hơn, các nhà khoa học có thể sẽ mất hàng tháng hoặc hàng năm để sàng lọc “lượng dữ liệu chưa từng có”.

Theo kế hoạch, sứ mệnh Euclid trị giá 1,5 tỷ USD sẽ kéo dài ít nhất đến năm 2029 và có thể gia hạn thêm vài năm “nếu không có gì lạ xảy ra”.

Vật chất tối không thể nhìn thấy bằng mắt thường, vậy Euclid tìm kiếm nó bằng cách nào? Câu trả lời là dựa vào chính sự vắng mặt của vật chất tối.

Ánh sáng khả kiến truyền đến từ hàng tỷ năm trước sẽ bị bóp méo một chút trên đường đi bởi vật chất tối, một hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là “thấu kính hấp dẫn yếu”.

“Bằng cách trừ đi vật chất nhìn thấy được, chúng ta có thể tính toán sự hiện diện của vật chất tối ở giữa”, Racca giải thích.

Để làm được điều này, tàu vũ trụ Euclid có hai dụng cụ chính: một kính viễn vọng đường kính 1,2 m và máy quang phổ cận hồng ngoại (NISP) có thể phân chia các bước sóng hồng ngoại mà mắt thường không thấy được.

David Elbaz, nhà vật lý thiên văn tại Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Pháp, cho biết một phần khiến tàu vũ trụ của ESA khác biệt với các kính viễn vọng không gian khác là trường quan sát của nó có diện tích tương đương “hai mặt trăng tròn”.

Nhà khoa học Rene Laureijs, người đã làm việc cho dự án kể từ giai đoạn đề xuất vào năm 2007, nói với AFP rằng tầm nhìn rộng này sẽ cho phép Euclid xác định vị trí các cấu trúc khổng lồ như hố đen mà kính viễn vọng Webb không thể tìm thấy do “trường nhìn quá nhỏ”. Dữ liệu mà Euclid thu thập sẽ chỉ cho Webb đi đúng hướng để kiểm tra kỹ hơn.