Cơ quan không gian châu Âu (ESA) đã chính thức thông qua ARRAKIHS như một sứ mệnh khoa học, xác nhận mục tiêu phóng vào năm 2030. Matthieu Schaller, thành viên của nhóm khoa học, cho biết: "Tôi mong đợi được tìm hiểu thêm về phần tối của vũ trụ chúng ta."
Việc ESA chính thức thông qua sứ mệnh này diễn ra sau khi hoàn thành thành công các cột mốc quan trọng trong giai đoạn xây dựng ý tưởng và thiết kế sơ bộ, bao gồm Đánh giá Thiết kế Sơ bộ (Preliminary Design Review - PDR) của thiết bị khoa học và việc bàn giao "Sách Đỏ" (Red Book), báo cáo nghiên cứu định nghĩa mô tả cách thức triển khai khoa học, kỹ thuật và chương trình của ARRAKIHS.
Hé lộ vũ trụ mờ nhạt
Được ESA lựa chọn vào năm 2022, ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys / Phân tích các tàn dư đã phân giải của các thiên hà bồi tụ như một công cụ quan trọng cho các cuộc khảo sát quầng) được hình thành nhằm mang lại những hiểu biết mới về một trong những câu hỏi còn bỏ ngỏ lớn nhất của vật lý thiên văn hiện đại: các thiên hà hình thành và tiến hóa như thế nào trong khuôn khổ Mô hình Chuẩn của Vũ trụ học.
Các quầng sao khuếch tán có độ sáng bề mặt thấp bao quanh những thiên hà như thiên hà Milky Way lưu giữ những thông tin then chốt về cách các thiên hà hình thành và tiến hóa, cho thấy tác động tổng hợp của vật chất tối, các vụ sáp nhập thiên hà và những quá trình khác đã định hình các thiên hà trong suốt lịch sử vũ trụ. "Nhiều cấu trúc trong số đó cực kỳ mờ nhạt và rất khó nghiên cứu một cách có hệ thống bằng các quan sát hiện có," Rebekka Coles-Bieri (UZH), điều phối viên khoa học của sứ mệnh, giải thích.
Do đó, ARRAKIHS sẽ mở ra một cửa sổ quan sát mới hướng tới vũ trụ có độ sáng bề mặt thấp vẫn còn phần lớn chưa được khám phá, cho phép nghiên cứu các thành phần sao trong quầng thiên hà vốn trước đây bị che giấu.
Các thành viên của nhóm thiết bị ARRAKIHS đang làm việc với tải trọng khoa học. Nguồn: Satlantis/ IDR/ UPM
Một hợp tác quốc tế
ARRAKIHS đang được phát triển thông qua hợp tác giữa ESA và Liên danh Sứ mệnh ARRAKIHS (ARRAKIHS Mission Consortium - AMC), do Giáo sư Rafael Guzmán từ Viện Vật lý Cantabria (IFCA, CSIC-UC) đứng đầu.
Liên danh này bao gồm hơn 250 nhà khoa học và kỹ sư đến từ bảy quốc gia thành viên của ESA do Tây Ban Nha dẫn đầu, bao gồm Áo, Bỉ, Na Uy, Bồ Đào Nha, Thụy Điển và Thụy Sĩ, cùng với các đóng góp bổ sung từ các viện nghiên cứu và công ty tại Vương quốc Anh, Pháp, Đan Mạch, Hà Lan, Hoa Kỳ, Đài Loan và Thái Lan.
Kiểm nghiệm các mô hình vật chất tối bằng quan sát
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Leiden tham gia vào nhóm khoa học của sứ mệnh. Theo Matthieu Schaller, sứ mệnh ARRAKIHS đang dần trở thành một môi trường kiểm nghiệm quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về mô hình vũ trụ học, đặc biệt là về bản chất của vật chất tối.
"Tôi rất hào hứng với sứ mệnh ESA mới này. Việc lập bản đồ chi tiết quầng thiên hà của các thiên hà lân cận sẽ hé lộ những thông tin then chốt về bản chất của hạt vật chất tối bí ẩn," ông nói. "Các mô hình vật chất tối khác nhau dự đoán những hình dạng khác nhau của giếng thế hấp dẫn. Nhóm nghiên cứu tại Leiden tham gia xây dựng những dự đoán này thông qua các mô phỏng siêu máy tính sử dụng các mô hình tiên tiến nhất về sự hình thành thiên hà và vật chất tối. Những dự đoán đó sẽ được kiểm nghiệm bằng các quan sát từ ARRAKIHS."
Từ ý tưởng đến sứ mệnh được thông qua
Trong vài năm qua, liên danh quốc tế ARRAKIHS đã chuyển đổi một ý tưởng khoa học đầy tham vọng thành một sứ mệnh không gian hoàn chỉnh trong Chương trình Khoa học của ESA. Tiến trình này được hỗ trợ bởi những thành tựu khoa học và công nghệ quan trọng, bao gồm việc phát triển các mô phỏng vũ trụ học có độ phân giải cao và các mô hình thiên hà mới; thiết kế các hệ thống con chủ chốt của thiết bị bay; phát triển ban đầu hạ tầng mặt đất phục vụ dữ liệu khoa học và các hệ thống phân tích dữ liệu; vận hành một camera trình diễn mặt đất được lắp đặt tại Đài thiên văn Vật lý Thiên văn Javalambre; cũng như thu thập các quan sát ngày càng sâu hơn, qua đó tiếp tục củng cố cơ sở khoa học của sứ mệnh.
Với việc được ESA chính thức thông qua, ARRAKIHS hiện đang bước vào giai đoạn chế tạo để chuẩn bị cho vụ phóng vào năm 2030.
Tuấn Phong
Theo Phys.org
