Các nhà khoa học tại Đại học Osaka Metropolitan đã sử dụng Kính thiên văn Subaru để quan sát mảng tia vũ trụ với độ rõ nét chưa từng có. Phương pháp mới này có thể dẫn đến những khám phá quan trọng về vũ trụ, bao gồm cả những hiểu biết sâu sắc về vật chất tối. SubaruHyperSuprime-Cam đã quan sát một trận mưa tia vũ trụ quy mô lớn với độ chính xác chưa từng có.

Những cơn mưa rào trong phòng tắm mang lại cho chúng ta sự thoải mái, trong khi những cơn mưa rào từ không gian mang lại niềm vui cho các nhà vật lý thiên văn. Các nhà khoa học tại Đại học Osaka Metropolitan đã sử dụng phương pháp mới của họ để quan sát các dòng tia vũ trụ quy mô lớn với độ chính xác chưa từng có, mở ra cánh cửa mới cho sự hiểu biết của chúng ta về các hạt năng lượng cao nhất trong vũ trụ.

Khi các tia vũ trụ năng lượng cao va chạm với bầu khí quyển Trái đất, chúng tạo ra một lượng lớn hạt, được gọi là mưa không khí diện rộng. Một nhóm nghiên cứu do Phó giáo sư Toshihiro Fujii và nghiên cứu sinh Fraser Bradfield của Trường Khoa học sau đại học thuộc Đại học Metropolitan Osaka và Viện Vật lý lý thuyết Nanbu Yoichiro dẫn đầu đã phát hiện ra rằng camera trường rộng lấy nét ban đầu được lắp đặt trên Kính viễn vọng Subaru trên đỉnh núi lửa Mauna Kea của Hawaii có thể ghi lại những luồng không khí quy mô lớn này với độ phân giải cực cao.

Một ví dụ về trận mưa tia vũ trụ quy mô lớn được ghi lại bởi Kính thiên văn Subaru. Các quỹ đạo nổi bật hầu hết được sắp xếp theo các hướng tương tự nhau, cho thấy các hạt mưa khí gây ra bởi các tia vũ trụ năng lượng cao. Nguồn: Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, Hợp tác HyperSuprime-Cam (HSC)

Kính thiên văn Subaru được thiết kế cho thiên văn học quan sát. Các tia vũ trụ xuất hiện dưới dạng "quỹ đạo" trên ảnh quan sát, che khuất các ngôi sao hoặc thiên hà mục tiêu và được xử lý dưới dạng nhiễu bằng các phương pháp xử lý dữ liệu thiên văn thông thường. Tuy nhiên, chính “tiếng ồn” này mới là điều mà nhóm nghiên cứu tập trung vào. Bằng cách phân tích khoảng 17.000 hình ảnh được chụp từ năm 2014 đến năm 2020, nhóm nghiên cứu đã xác định được 13 hình ảnh chứa lượng lớn luồng không khí. Các hình ảnh cho thấy số lượng quỹ đạo hạt lớn hơn nhiều so với bình thường.

Giáo sư Fujii giải thích: "Các phương pháp quan sát thông thường gặp khó khăn trong việc phân biệt các loại hạt tạo nên các trận mưa rào không khí quy mô lớn. Phương pháp của chúng tôi giúp xác định tính chất của từng hạt riêng lẻ." Ông nói thêm: "Ngoài ra, bằng cách kết hợp phương pháp của chúng tôi với các phương pháp thông thường, chúng tôi hy vọng sẽ hiểu sâu hơn về Hiểu biết về các dòng khí quy mô lớn. Kỹ thuật này có thể cho phép chúng tôi tìm kiếm vật chất tối hoặc các hạt kỳ lạ khác, cung cấp thêm thông tin chi tiết về quá trình chuyển đổi của vũ trụ sang kỷ nguyên vật chất thống trị."