Các nhà thiên văn vô tuyến châu Âu và Hoa Kỳ đã trình diễn một cách mới để quan sát Vũ trụ - thông qua Internet!
Sử dụng công nghệ tiên tiến, các nhà nghiên cứu đã quản lý để quan sát một ngôi sao ở xa bằng cách sử dụng các mạng nghiên cứu trên thế giới để tạo ra một kính viễn vọng ảo khổng lồ. Quá trình đã cho phép họ hình ảnh đối tượng với chi tiết chưa từng có, trong thời gian thực; một cái gì đó mà chỉ một vài năm trước đây là không thể. Ngôi sao được chọn cho cuộc biểu tình đáng chú ý này, được gọi là IRC + 10420, là một trong những điều bất thường nhất trên bầu trời. Được bao quanh bởi những đám mây khí bụi và phát ra mạnh mẽ trong sóng vô tuyến, vật thể này đã sẵn sàng vào cuối cuộc đời, hướng tới một vụ nổ thảm khốc được gọi là ‘siêu tân tinh.
Những quan sát mới này cho một cái nhìn thú vị về tương lai của thiên văn vô tuyến. Sử dụng các mạng nghiên cứu, không chỉ các nhà thiên văn vô tuyến có thể nhìn sâu hơn vào Vũ trụ xa xôi, họ còn có thể nắm bắt các sự kiện không thể đoán trước, thoáng qua khi chúng xảy ra, đáng tin cậy và nhanh chóng.
Các nhà thiên văn học luôn tìm cách tối đa hóa độ phân giải của kính thiên văn. Độ phân giải là thước đo lượng chi tiết có thể chọn ra. Kính thiên văn càng lớn, độ phân giải càng tốt. VLBI (hay Giao thoa kế đường cơ sở rất dài) là một kỹ thuật được các nhà thiên văn vô tuyến sử dụng để ghi lại hình ảnh bầu trời một cách chi tiết. Thay vì sử dụng một đĩa radio, các mảng kính viễn vọng được liên kết với nhau trên toàn bộ các quốc gia hoặc thậm chí là các lục địa. Khi các tín hiệu được kết hợp trong một máy tính chuyên dụng, hình ảnh thu được có độ phân giải bằng với kính viễn vọng lớn bằng độ phân tách anten tối đa.
Trước đây, kỹ thuật VLBI bị cản trở nghiêm trọng vì dữ liệu phải được ghi vào băng và sau đó được chuyển đến một cơ sở xử lý trung tâm để phân tích. Do đó, các nhà thiên văn vô tuyến không thể đánh giá sự thành công của những nỗ lực của họ cho đến nhiều tuần, thậm chí vài tháng, sau khi các quan sát được thực hiện. Giải pháp, để liên kết các kính thiên văn điện tử trong thời gian thực, cho phép các nhà thiên văn học phân tích dữ liệu khi nó xảy ra. Kỹ thuật này, tự nhiên được gọi là e-VLBI, hiện chỉ có thể kết nối mạng băng thông cao là một thực tế.
Các quan sát dài 20 giờ gần đây, được thực hiện vào ngày 22 tháng 9 bằng cách sử dụng Mạng VLBI châu Âu (EVN), liên quan đến kính viễn vọng vô tuyến ở Anh, Thụy Điển, Hà Lan, Ba Lan và Puerto Rico. Khoảng cách tối đa của anten là 8200 km, cho độ phân giải ít nhất 20 milliarcs giây (mas); nó tốt hơn khoảng 5 lần so với Kính thiên văn vũ trụ Hubble (HST). Mức độ chi tiết này tương đương với việc chọn ra một tòa nhà nhỏ trên bề mặt mặt trăng! Việc đưa ăng-ten tại Arecibo, ở Puerto Rico, cũng tăng độ nhạy của mảng kính viễn vọng lên gấp 10 lần. Mặc dù vậy, quan sát ở tần số 1612 MHz, tín hiệu từ ngôi sao ở xa là hơn một tỷ tỷ lần yếu hơn một chiếc điện thoại di động thông thường!
Mỗi kính viễn vọng được kết nối với Mạng Giáo dục và Nghiên cứu Quốc gia (NREN) của đất nước và dữ liệu được định tuyến ở mức 32 Mbits / giây trên mỗi kính viễn vọng thông qua GEANT, mạng nghiên cứu toàn châu Âu, đến SURFnet, mạng Hà Lan. Dữ liệu sau đó được chuyển đến Viện liên hợp về VLBI ở châu Âu (JIVE), cơ sở xử lý trung tâm của EVN ở Hà Lan. Ở đó, 9 Terabits dữ liệu được đưa vào thời gian thực vào một siêu máy tính chuyên dụng, được gọi là bộ tương quan, và kết hợp. Các mạng nghiên cứu tương tự sau đó đã được sử dụng để phân phối sản phẩm dữ liệu cuối cùng trực tiếp đến các nhà thiên văn học đã hình thành nên hình ảnh. Cho đến khi cơ sở hạ tầng mạng cung cấp GEANT trở nên khả dụng, các nhà thiên văn học không thể chuyển lượng dữ liệu khổng lồ cần thiết cho VLBI điện tử trên Internet. Theo một nghĩa rất thực, Internet tự hoạt động như một chiếc kính thiên văn, thực hiện công việc tương tự như các bề mặt cong của các đĩa radio riêng lẻ. Dai Davies, Tổng Giám đốc DANTE, người điều hành GEANT, cho biết, E-VLBI đã thực hiện thành công trên cơ sở liên lục địa cho thấy rõ nhất tầm quan trọng của mạng truyền thông dữ liệu đối với khoa học hiện đại. Mạng nghiên cứu là nền tảng cho kỹ thuật thiên văn vô tuyến mới này và thực sự rất hài lòng khi thấy những lợi ích hiện đang có được từ nó.
Mặc dù các mục tiêu khoa học của thí nghiệm rất khiêm tốn, những quan sát về e-VLBI của IRC + 10420 mở ra khả năng quan sát cấu trúc của các vật thể thiên văn khi chúng thay đổi. IRC + 10420 là một ngôi sao siêu sáng trong chòm sao Aquila. Nó có khối lượng gấp khoảng 10 lần Mặt trời của chúng ta và nằm cách Trái đất khoảng 15.000 năm ánh sáng. Một trong những nguồn hồng ngoại sáng nhất trên bầu trời, nó được bao quanh bởi một lớp bụi và khí dày đặc ném ra từ bề mặt của ngôi sao với tốc độ gấp khoảng 200 lần khối lượng Trái đất mỗi năm. Các nhà thiên văn vô tuyến có thể hình ảnh bụi và khí xung quanh IRC + 10420 vì một trong những phân tử thành phần, hydroxyl (OH), tiết lộ chính nó bằng phương pháp phát xạ mạnh maser maser. Về cơ bản, các nhà thiên văn học nhìn thấy những khối khí nơi phát xạ vô tuyến được khuếch đại mạnh bởi các điều kiện đặc biệt. Với ống kính zoom được cung cấp bởi e-VLBI, các nhà thiên văn học có thể tạo ra hình ảnh rất chi tiết và quan sát các khối khí di chuyển, xem các thợ xây được sinh ra và chết trong khoảng thời gian từ vài tuần đến vài tháng và nghiên cứu từ trường thay đổi thấm vào vỏ. Kết quả cho thấy khí đang di chuyển với tốc độ khoảng 40 km / giây và bị đẩy ra khỏi ngôi sao khoảng 900 năm trước. Như giáo sư Phil Diamond, một trong nhóm nghiên cứu tại Đài quan sát ngân hàng Jodrell (Anh), đã giải thích, về chất liệu mà chúng ta thấy trong hình ảnh này đã rời khỏi bề mặt của ngôi sao vào khoảng thời gian của Cuộc chinh phạt Norman ở Anh.
Người ta tin rằng IRC + 10420 đang phát triển nhanh chóng đến cuối đời. Tại một số thời điểm, có thể hàng ngàn năm kể từ bây giờ, có thể vào ngày mai, ngôi sao dự kiến sẽ tự nổ tung trong một trong những hiện tượng năng lượng nhất được biết đến trong Vũ trụ - một siêu tân tinh. Đám mây vật chất kết quả cuối cùng sẽ tạo thành một thế hệ sao và hệ hành tinh mới. Các nhà thiên văn vô tuyến hiện đang sẵn sàng, với sức mạnh đáng kinh ngạc của e-VLBI, để nắm bắt các chi tiết khi chúng xảy ra và nghiên cứu các quá trình vật lý rất quan trọng đối với cấu trúc của Thiên hà và cuộc sống của chính chúng ta.
Công nghệ mới nổi của e-VLBI được thiết lập để cách mạng hóa thiên văn vô tuyến. Khi băng thông mạng tăng lên, độ nhạy của các mảng e-VLBI cũng sẽ tăng, cho phép nhìn rõ hơn các vùng xa nhất và mờ nhất của không gian. Tiến sĩ Mike Garrett, Giám đốc JIVE, nhận xét, Những kết quả này cung cấp một cái nhìn thoáng qua về tiềm năng to lớn của e-VLBI. Sự tiến bộ nhanh chóng trong các mạng truyền thông toàn cầu sẽ cho phép chúng tôi kết nối các kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới với tốc độ vượt quá hàng chục Gigabits mỗi giây trong vài năm tới. Cái chết của những ngôi sao khổng lồ đầu tiên trong Vũ trụ, các tia vật chất mới nổi từ các lỗ đen trung tâm của các thiên hà đầu tiên, sẽ được tiết lộ chi tiết tinh tế.
Nguồn gốc: Jodrell Bank News
