Hình ảnh Hyper Suprime-Cam với các đường viền thể hiện sự phân bố vật chất tối. Bản đồ này là chìa khóa để hiểu thêm về sự giãn nở của Vũ trụ và vai trò của năng lượng tối trong quá trình này. Tín dụng: Dự án NAOJ/HSC
Các nhà thiên văn học đã tiến gần hơn đến việc hiểu bản chất của năng lượng tối và tác động của nó đối với Vũ trụ thông qua một cuộc khảo sát mới lập bản đồ phân bố vật chất tối.
Các nhà nghiên cứu từ Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản (NAOJ), Đại học Tokyo và các tổ chức khác đang sử dụng Hyper Suprime-Cam, một camera trường rộng được lắp đặt trên Kính viễn vọng Subaru ở Hawaii, cho nghiên cứu.
Kết quả ban đầu từ cuộc khảo sát, bao phủ 2,3 độ vuông trên bầu trời về phía chòm sao Cự Giải, đã tiết lộ chín vùng vật chất tối lớn, mỗi vùng có khối lượng bằng một cụm thiên hà.
Nhà phát triển chính của Hyper Suprime-Cam, Tiến sĩ Satoshi Miyazaki từ Đài quan sát Thiên văn Quốc gia thuộc Trung tâm Công nghệ Tiên tiến của Nhật Bản, cho biết:
“Bây giờ chúng tôi biết mình có cả kỹ thuật và công cụ để hiểu về năng lượng tối.
Chúng tôi đã sẵn sàng sử dụng Hyper Suprime-Cam để tạo bản đồ vật chất tối 1.000 độ vuông sẽ tiết lộ lịch sử mở rộng của Vũ trụ với chi tiết chính xác.”
Vào những năm 1990, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng Vũ trụ đang giãn nở nhanh hơn so với trước đây. Các nhà khoa học đã giải thích câu hỏi hóc búa này bằng cách suy luận về sự tồn tại của năng lượng tối, thứ tạo ra một lực làm giãn các thiên hà và mở rộng Vũ trụ.
Vật chất tối là một chất không thể phát hiện trực tiếp, nhưng các nhà khoa học đã kết luận rằng nó tồn tại do tác động rõ rệt của nó đối với vật chất quan sát được trong Vũ trụ.
Một kỹ thuật để phát hiện vật chất tối là phân tích ảnh hưởng của nó đối với ánh sáng của một vật thể ở xa khi ánh sáng đó đi qua nó.
Điều này được gọi là ‘thấu kính yếu’.
Vì vật chất tối chiếm phần lớn khối lượng trong Vũ trụ nên việc phát hiện thêm và lập bản đồ phân bố của nó sẽ giúp khám phá những bí ẩn của năng lượng tối.
Tuy nhiên, lượng dữ liệu cần thiết để phân tích năng lượng tối sẽ yêu cầu quan sát các thiên hà cách xa hơn một tỷ năm ánh sáng, trong một khu vực rộng hơn một nghìn độ vuông.
Miyazaki nói: “Đây là lý do tại sao chúng tôi đã dành 10 năm để phát triển Hyper Suprime-Cam, một chiếc máy ảnh có cùng chất lượng hình ảnh tốt hơn như Suprime-Cam, nhưng với trường nhìn lớn hơn bảy lần.
Đối với nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu thử nghiệm từ Hyper Suprime-Cam để xem làm thế nào nó có thể lập bản đồ vật chất tối bằng cách sử dụng thấu kính yếu.
Thời gian phơi sáng kéo dài hai giờ bao phủ 2,3 độ vuông cho thấy hình ảnh rõ ràng của các thiên hà khác nhau.
Điều này cho phép nhóm tạo ra một bản đồ vật chất tối trong nền bằng cách phân tích các hình dạng riêng lẻ của các thiên hà.
Kết quả là việc khám phá ra chín vùng vật chất tối, mỗi vùng nặng bằng một cụm thiên hà.
Mặc dù con số này vượt quá dự đoán từ các mô hình hiện tại của Vũ trụ sơ khai, nhưng sẽ cần nhiều nghiên cứu hơn để xác nhận rằng dữ liệu là chính xác.