Một nhóm các nhà vật lý thiên văn tại Đại học Northwestern đang nhắm tới một ngôi sao, nói đúng hơn thì đó là một ngôi sao đã chết.
Vào ngày 21 tháng 8, được tài trợ bởi NASA, nhóm này sẽ phóng tên lửa “Micro-X” tại khu căn cứ quân sự White Sands Missile Range ở phía Nam New Mexico. Chiếc tên lửa này sẽ ở ngoài không gian 15 phút, vừa đủ để chụp nhanh được những hình ảnh của tàn dư supernova Cassiopeia A, một ngôi sao trong chòm sao Cassiopeia, đã phát nổ cách Trái Đất khoảng 11.000 năm ánh sáng. Sau đó, tên lửa này sẽ rơi trở lại Trái Đất, hạ cánh xuống một sa mạc cách nơi phóng khoảng 45 dặm (72km), ở đó nhóm của Đại học Northwestern sẽ thu thập dữ liệu từ nó.
Micro-X là tên gọi là viết tắt của "high-resolution microcalorimeter X-ray imaging rocket" (tên lửa chụp ảnh bằng tia X vi nhiệt với độ phân giải cao). Nó mang theo một quang phổ kế, chụp được ảnh tia X nhờ vào chất siêu dẫn và có thể đo được năng lượng của tia X từ các nguồn trong không gian tới với độ chính xác chưa từng có.
"Tàn dư của supernova nóng đến mức phần lớn ánh sáng mà nó phát ra nằm trong dải bước sóng không nhìn thấy bằng mắt thường được,” Enectali Figueroa-Feliciano từ Đại học Northwestern, người đứng đầu của dự án này cho biết. “Chúng tôi phải chụp ảnh ở dải bước sóng của tia X, điều này không thể thực hiện ở trên Trái Đất vì tia X bị bầu khí quyển của chúng ta hấp thụ. Đó là lý do vì sao chúng tôi phải đi vào không gian. Nó giống như mà bạn nhảy lên trong không trung, chụp nhanh một tấm hình ngay khi đầu bạn vừa vượt lên trên bầu khí quyển và sau đó rơi lại xuống đất.”
Figueroa-Feliciano là giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Khoa học và Nghệ thuật Weinberg (Weinberg College of Arts and Sciences) và là thành viên của Trung tâm Khám phá và Nghiên cứu Liên ngành về Vật lý thiên văn của Northwestern (CIERA). Ông là người hướng dẫn cho nhóm 7 thành viên, bao gồm các nghiên cứu sinh, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ và những nghiên cứu sinh văn bằng 2, đó là những người đã dành cả thập kỷ qua để xây dựng và thử nghiệm chiếc tên lửa này.
Mặc dù Micro-X được phóng ở New Mexico, nhóm này đã xây dựng chiếc tên lửa và đầu thu của nó ở trong phòng thí nghiệm của Figueroa-Feliciano, trong khuôn viên Evanston. Điều khó khăn nhất chính là làm sao để giữ cho những đầu thu siêu dẫn ở một nhiệt độ cực thấp - chỉ hơn không độ tuyệt đối một chút - ngay cả khi nó bị nung nóng lúc đi xuyên qua bầu khí quyển. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết được vấn đề này bằng một bình chứa đầy heli lỏng, vỏ bình có 2 lớp, giữa 2 lớp có hút chân không. Nó sẽ giúp cách nhiệt và những tránh những rung lắc ở vỏ ngoài tên lửa trong quá trình bay.
"Chế tạo tên lửa Micro-X là một thử thách khó khăn,” Figueroa-Feliciano nói. “Khi được phóng, đó sẽ phải là một quá trình hoàn toàn tự động. Nó sẽ phải tự bật lên, tự ghi dữ liệu, tự lưu dữ liệu và tự gửi dữ liệu cho chúng tôi. Nó giúp cho những nghiên cứu sinh có được cơ hội học cách chế tạo và thử nghiệm bằng công nghệ thực tế.”
Nhóm nghiên cứu hiện đang lắp ráp chiếc tên lửa và chuẩn bị cho chuyến bay này tại New Mexico. Mọi người có thể theo dõi quá trình làm việc của nó trên Instagram.
Nhóm đã từng thử nghiệm một chiếc tên lửa 6 tầng tại Cơ sở bay Wallops của NASA ở Virginia trước đây và đã phóng nó lần đầu tiên vào mùa hè năm 2018. Trong chuyến bay đầu tiên này, các nhà nghiên cứu đã xác nhận được rằng các đầu thu và các thiết bị điện tử siêu dẫn đều hoạt động được bên trong không gian.
Qua việc nghiên cứu về tàn dư của supernova này - một cấu trúc có chiều rộng 10 năm ánh sáng, Figueroa-Feliciano hy vọng có thể tìm hiểu thêm về sự sống trên Trái Đất - và cả bên trong cơ thể của chúng ta nữa.
“Chúng ta đều được tạo thành từ những ngôi sao,” ông nói. “Các nguyên tố trong cơ thể của chúng ta đều được tạo ra từ bên trong lõi của các ngôi sao. Khi các ngôi sao phát nổ, những vật chất đó được phóng vào trong không gian. Cassiopeia A lớn đến mức mà Mặt Trời và 14 ngôi sao nằm gần Mặt Trời nhất có thể nằm gọn bên trong tàn dư supernova này. Vật chất qua những sự kiện như vậy sẽ rải khắp trong thiên hà và cuối cùng chúng sẽ tạo nên những hành tinh giống như Trái Đất.”
Các tổ chức hợp tác bao gồm Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA (Goddard Space Flight Center), Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia và Đại học Wisconsin tại Madison.
Vũ Dũng
Theo Phys.org
