Được Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) phóng vào tháng 7.2023, kính viễn vọng Euclid thực hiện sứ mệnh xây dựng bản đồ ba chiều lớn nhất từ trước đến nay của vũ trụ, bao phủ khoảng một phần ba bầu trời và tái hiện hơn 10 tỉ năm lịch sử vũ trụ.
Mục tiêu của sứ mệnh là làm sáng tỏ bản chất của vật chất tối và năng lượng tối, hai thành phần được cho là chiếm lần lượt khoảng 25% và 70% tổng thành phần vật chất, năng lượng của vũ trụ.
Hơn 900 triệu thiên hà trong đợt công bố dữ liệu đầu tiên
Đợt công bố dữ liệu lớn đầu tiên của Euclid mang đến những hình ảnh có độ phân giải cao trên phạm vi rộng chưa từng có. Dữ liệu bao phủ khoảng 14% tổng diện tích bầu trời mà sứ mệnh dự kiến khảo sát, ghi nhận hơn 900 triệu thiên hà và hơn 60 triệu ứng viên chuẩn tinh.
Chuẩn tinh là những nguồn sáng cực mạnh tại trung tâm các thiên hà xa xôi, được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen siêu khối lượng đang hấp thụ vật chất.
Theo Giáo sư Andy Taylor, Đại học Edinburgh, người đứng đầu nhóm nghiên cứu khoa học mặt đất của Anh tham gia sứ mệnh, ưu thế nổi bật của Euclid nằm ở khả năng kết hợp độ phân giải cao với phạm vi quan sát rộng lớn.
Trong khi kính viễn vọng Hubble nổi tiếng với những hình ảnh sắc nét, Euclid có thể duy trì độ chi tiết tương tự trên những vùng trời rộng hơn nhiều. Nhờ đó, các nhà thiên văn có thể nghiên cứu cấu trúc và sự phân bố của các thiên hà ở quy mô lớn.
Đáng chú ý, dữ liệu mới còn ghi nhận khoảng 15.000 trường hợp có khả năng xảy ra hiện tượng thấu kính hấp dẫn mạnh, vốn từng được xem là tương đối hiếm gặp.
Hiện tượng này xuất hiện khi một thiên hà hoặc cụm thiên hà nằm giữa Trái đất và một thiên hà xa hơn. Trường hấp dẫn của vật thể phía trước làm cong không-thời gian, khiến ánh sáng từ thiên hà phía sau bị bẻ cong, tạo thành những vòng cung hoặc vành đai sáng.
Hiệu ứng này từng được Albert Einstein dự đoán trong thuyết tương đối rộng và hiện trở thành công cụ quan trọng để nghiên cứu những thành phần không thể quan sát trực tiếp trong vũ trụ.
Theo các nhà khoa học, vật chất tối có thể làm tăng đáng kể hiệu ứng thấu kính hấp dẫn do đóng góp thêm khối lượng vào trường hấp dẫn của thiên hà hoặc cụm thiên hà.
Manh mối giải mã vật chất tối và năng lượng tối
Bằng cách phân tích hình dạng và mức độ biến dạng của ánh sáng, các nhà nghiên cứu có thể tìm hiểu sự phân bố của vật chất tối, từ đó kiểm tra những giả thuyết khác nhau về bản chất của thành phần bí ẩn này.
Giáo sư Stephen Serjeant, thuộc Đại học Mở, cho rằng hiện tượng thấu kính hấp dẫn mạnh đặc biệt hữu ích vì các loại vật chất tối được giả định có thể kết tụ theo những cách khác nhau. Việc quan sát sự phân bố này có thể giúp thu hẹp những mô hình lý thuyết phù hợp.
Trước đây, giới thiên văn đã biết đến khoảng 1.000 trường hợp thấu kính hấp dẫn mạnh. Với khoảng 15.000 ứng viên được ghi nhận trong dữ liệu mới, Euclid đang mở rộng đáng kể nguồn tư liệu nghiên cứu. Các nhà khoa học ước tính đến cuối sứ mệnh, kính viễn vọng có thể phát hiện khoảng 170.000 trường hợp.
Euclid cũng sẽ nghiên cứu hiện tượng thấu kính hấp dẫn yếu, những biến dạng rất nhỏ trong hình ảnh các thiên hà xa xôi do tác động của vật chất tối nằm phía trước.
Từ các biến dạng này, giới nghiên cứu có thể xây dựng bản đồ phân bố vật chất tối trên quy mô vũ trụ, đồng thời so sánh kết quả quan sát với những mô hình về vật chất tối và năng lượng tối.
Dự kiến, đợt công bố dữ liệu tiếp theo vào mùa hè năm sau sẽ cung cấp thêm thông tin về sự phân bố của các thiên hà và hiện tượng thấu kính hấp dẫn yếu.
Với lượng dữ liệu ngày càng lớn, Euclid được kỳ vọng mở ra cơ hội phát hiện những thiên thể và hiện tượng chưa từng được quan sát, qua đó giúp con người hiểu rõ hơn cấu trúc, lịch sử và sự tiến hóa của vũ trụ.
