Ảnh minh họa Spektr-R, anten 10 m đặt trên vũ trụ thuộc dự án RadioAstron. Ảnh: Lavochkin Association
Ngày 15/11/2011, kính thiên văn vô tuyến 100 m Effelsberg, cùng với ba kính thiên văn của Nga và một kính thiên văn của Ukraina, đã tham vào vào những quan sát giao thoa đầu tiên cùng với anten 10 m Spektr-R đang ở trên quỹ đạo thuộc dự án RadioAstron của Nga. Các quan sát thực hiện ở bước sóng 18 cm, nhắm tới quasar ở xa, sáng, và rất nhỏ tên là 0212+735. Đội RadioAstron đã phát hiện thành công các tín hiệu giao thoa giữa Spektr-R và các anten mặt đất, thiết lập một kỉ lục thế giới cho kích cỡ của một giao thoa kế vô tuyến và mở ra một kỉ nguyên mới trong nghiên cứu giao thoa của sự phát xạ vô tuyến vũ trụ.
Kĩ thuật giao thoa đường cơ sở rất dài, cái đã lập một số kỉ lục thế giới trong lĩnh vực thiên văn học, nay bước vào một kỉ nguyên hoàn toàn mới, với dấu hiệu là sự phát hiện thành công những tín hiệu (“vân”) giao thoa thực hiện trong những quan sát cùng với anten 10 m đặt trên vũ trụ Spektr-R thuộc dự án RadioAstron, ba anten 32 m thuộc Mạng QUASAR nước Nga, một anten 70 m của Ukraina ở Evpatoria, và một kính thiên văn vô tuyến 100 m của Đức ở Effelsberg. Tín hiệu phát hiện ra hôm 15/11/2011, với những quan sát thực hiện ở bước sóng 18 cm và nhắm tới sự phát xạ vô tuyến sáng và cực nhỏ từ quasar ở xa 0212+735.
Tín hiệu (“vân”) giao thoa đầu tiên giữa Spektr-R và kính thiên văn vô tuyến 100 m Effelsberg. Ảnh: Trung tâm Thiên văn Vũ trụ thuộc Viện Vật lí Lebedev, Viện Hàn lâm Khoa học Nga
“Những kết quả hấp dẫn này xác nhận các trông đợi của chúng tôi rằng chúng tôi sẽ có thể dùng RadioAstron khảo sát điều kiện trong những vùng trong cùng nhất của các quasar một cách chi tiết chưa có tiền lệ,” phát biểu của Anton Zensus, giám đốc Viện Thiên văn Vô tuyến Max Placnk ở Bonn và là lãnh đạo nhóm nghiên cứu “Giao thoa Đường cơ sở Rất Dài” (VLBI) thuộc viện. “Các tín hiệu yếu từ những hệ như thế đòi hỏi sử dụng kết hợp những kính thiên văn vô tuyến nhạy nhất đang có như cái đĩa 100 m ở Effelsberg."
Để thực hiện những quan sát này, dữ liệu thu từ anten vũ trụ của RadioAstron được ghi lại trực tiếp trên tàu và gửi đến vệ tinh theo dõi anten ở Puschino, Nga. Những dữ liệu này sau đó được kết hợp với số liệu ghi tại các kính thiên văn mặt đất tham gia trong các quan sát RadioAstron. Công việc được triển khai tại một cơ sở hợp tác RadioAstron đặc biệt ở Moscow. Cơ sở RadioAstron Moscow tiến hành tìm kiếm các tương quan (hay vân giao thoa) giữa tín hiệu ghi tại hai hoặc nhiều anten. Sử dụng những tương quan này, hình ảnh của vật thể vũ trụ ở xa có thể được tái dựng lại ở một độ phân giải có thể đạt tới một chiếc kính thiên văn lớn bằng khoảng cách lớn nhất giữa các anten tham gia quan sát.
Vệ tinh nằm cách Trái đất khoảng 100.000 km trong khi thực hiện các quan sát của quasar 0212+735. Các quan sát theo kế hoạch với Spektr-R sẽ mở rộng đến cách Trái đất 360.000 km, vì thế tạo ra một chiếc kính thiên văn có đường kính hiệu dụng lớn gấp 30 lần kích cỡ của hành tinh chúng ta. Loại kính thiên văn này sẽ thu được độ phân giải đến 1/100.000 của một giây cung. Độ phân giải này đủ để đo kích cỡ của đồng một cent trên bề mặt của Mặt trăng và nằm trong cỡ hai lần chân trời sự cố trong lỗ đen siêu khối tại tâm của Dải Ngân hà của chúng ta.
“Đội RadioAstron rất hào hứng trước những tín hiệu giao thoa đầu tiên đó,” phát biểu của nhà khoa học RadioAstron, Yuri Kovalev thuộc Trung tâm Thiên văn Vũ trụ ở Moscow. “Thành tựu này xác nhận sự hoạt động thành công của một hệ thống cực kì phức tạp và là một mốc son cho phép chúng ta tiến tới một chương trình khoa học mở rộng sử dụng những chiếc kính thiên văn vô tuyến trên khắp thế giới.”
Khả năng mới đầy hấp dẫn này hứa hẹn giúp xử lí một số vấn đề khó nuốt nhất trong lĩnh vực thiên văn vật lí, như nguồn gốc của các hạt năng lượng cao nhất trong Vũ trụ và bản chất của những lỗ đen siêu khối.
Nguồn: Max-Planck-Gesellschaft
