NuSTAR ngự ở trên trời

Ma trận Kính thiên văn Quang phổ Hạt nhân (NuSTAR) của NASA đã được phóng lên từ Đảo san hô Kwajalein ở Thái Bình Dương hôm 13/6. NuSTAR chuyên săn lùng các lỗ đen và những thiên thể khác, quét qua bầu trời trong vùng tia X năng lượng cao (6 – 79 keV) của phổ điện từ.

Sứ mệnh NuSTAR sẽ là sứ mệnh đầu tiên chụp ảnh chính xác của vũ trụ trong phổ tia X năng lượng cao. Những chiếc kính thiên văn quỹ đạo trước đây không tập trung vào những khả năng của NuSTAR, dẫn tới độ nhạy thấp và độ nhiễu nền cao. Sứ mệnh hai năm đầu của NuSTAR hi vọng sẽ thấy nó lập bản đồ những vùng nhất định của bầu trời. Nó có ba mục tiêu sứ mệnh chính. Thứ nhất là đếm số lượng những ngôi sao đã co lại và các lỗ đen trong những vùng khác nhau, trong đó có những vùng xung quanh trung tâm của Dải Ngân hà. Thứ hai là nghiên cứu chất liệu tàn dư sao siêu mới trẻ để tìm hiểu sự hình thành của các ngôi sao và các nguyên tố hóa học. Sứ mệnh cuối cùng là tìm hiểu xem cái gì cấp năng lượng cho những vòi hạt tương đối tính – những dòng plasma truyền đi ở gần tốc độ ánh sáng và có thể phát hiện ra trong vùng phổ quang học vô tuyến, tia X và tia gamma – từ những thiên hà hoạt động mạnh nhất có chứa những lỗ đen siêu khối. Theo NASA, NuSTAR còn có khả năng nghiên cứu nguồn gốc của tia vũ trụ, khảo sát những vụ nổ sao siêu mới và vụ nổ tia gamma, và nghiên cứu bề mặt của Mặt trời.

Kiểm tra phi thuyền NuSTAR trước khi kết nối nó với tên lửa Pegasus XL mang nó vào quỹ đạo. (Ảnh: VAFB/Randy Beaudoin)

Con mắt ở trên trời

Đài thiên văn trên gồm hai kính thiên văn đồng trục mới được phát triển dụng cụ quang và máy dò. Những máy dò này khiến NuSTAR rất nhạy với các tia X ở năng lượng cao hơn so với những sứ mệnh trước đây như Chandra và XMM.

Khoảng 5 giây trước khi phóng, tên lửa Pegasus XL đã đánh lửa và đẩy NuSTAR vào không gian. NuSTAR hiện bay trong quỹ đạo xích đạo Trái đất tầm thấp ở cao độ chừng 600 km. Năm tấm pin mặt trời của nó đã mở ra chính xác và phi thuyền đã định hướng lại về phía Mặt trời.

Vì tia X có tiêu cự rất dài nên cần có khoảng cách lớn giữa các gương và máy dò của thiết bị. Ở trên quỹ đạo, thiết bị phải dàn ra để có tiêu cự 10 m, cho phép đài thiên văn hội tụ ánh sáng tia X thành những hình ảnh sắc nét. Trong tuần tới, các nhà nghiên cứu NuSTAR sẽ tiến hành một loạt kiểm tra để đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống hoạt động trọn vẹn, và khoảng một tuần sau đó họ hi vọng triển khai trót lọt cánh buồm 10 m. Các hoạt động khoa học sẽ bắt đầu sau khoảng 30 ngày.

Fiona Harrison thuộc Viện Công nghệ California ở Mĩ là nhà nghiên cứu chính của NuSTAR và là người đã nghĩ ra sứ mệnh từ khoảng 20 năm trước. “Chúng ta sẽ thấy những vật thể nóng nhất, đặc nhất và giàu năng lượng nhất với một đài thiên văn tia X năng lượng cao, mới về cơ bản có thể thu được những hình ảnh sắc nét hơn và xuyên sâu hơn so với trước đây,” bà nói.

Nhiều con mắt

NuSTAR sẽ hoạt động cùng với những kính thiên văn khác đã ở trên vũ trụ, như Đài thiên văn tia X Chandra của NASA, thiết bị quan sát tia X năng lượng thấp hơn. Hi vọng và thông tin kết hợp từ các thiết bị sẽ mang lại bức tranh tốt nhất và hoàn chỉnh nhất của một số vật thể kì lạ và giàu năng lượng nhất trong vũ trụ.

Paul Hertz, giám đốc phân viện thiên văn vật lí thuộc NASA, cho biết sứ mệnh NuSTAR giá thành thấp chỉ mất có bốn năm từ lúc phê chuẩn đến lúc rời bệ phóng, và nó sử dụng công nghệ phát triển trong một số chương trình nghiên cứu cơ bản của NASA. “Kết quả của những nghiên cứu khiêm tốn này là một chiếc kính thiên văn vũ trụ nhỏ sẽ mang lại cho nền khoa học thế giới một dải phổ điện từ quan trọng nhưng tương đối chưa được khám phá ra,” ông nói.

123physics – thuvienvatly.com
Nguồn: physicsworld.com