Vào ngày 6 tháng 9, một vệ tinh mới rời Trái đất và cho chúng ta thấy sự chuyển động của dòng plasma nóng trong vũ trụ. Dữ liệu mà nó trả về sẽ tiết lộ dòng vật chất và năng lượng gần lỗ đen và cấu tạo nguyên tố của vũ trụ. Được phóng từ Trung tâm vũ trụ Tanegashima của Nhật Bản, vệ tinh Sứ mệnh quang phổ và chụp ảnh tia X (XRISM) sẽ phát hiện các bước sóng tia X với độ chính xác chưa từng có để nhìn vào lõi của các cụm thiên hà, tiết lộ cách hoạt động của các lỗ đen và siêu tân tinh, đồng thời cho chúng ta biết về cấu tạo nguyên tố của vũ trụ.
XRISM, phát âm là "crism", là một sứ mệnh hợp tác giữa Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) và Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA), với Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cũng tham gia.
XRISM khác với các kính thiên văn tia X hiện có ở khả năng độc đáo trong việc phân giải các màu sắc khác nhau của ánh sáng tia X. Điều này sẽ cung cấp cho các nhà khoa học rất nhiều thông tin. Nó được trang bị một thiết bị mới có thể phát hiện tia X từ những thay đổi nhiệt độ rất nhỏ. Nó sẽ có thể xác định các nguyên tố hóa học có trong vật thể được quan sát, chẳng hạn như sắt, niken, oxy hoặc silicon, cũng như độ phong phú của chúng. XRISM cũng có thể đọc tốc độ chuyển động của khí.
Irina Zhuravleva, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Chicago, cho biết: "Với XRISM, chúng ta sẽ có hiểu biết mới về vũ trụ nóng và tràn đầy năng lượng. Chúng ta sẽ quan sát các vụ nổ sao, lỗ đen và các thiên hà chủ của chúng một cách chi tiết chưa từng có. Các tương tác và sự hợp nhất dữ dội của các cụm thiên hà, nhưng điều thú vị nhất là các nhiệm vụ mới luôn đi kèm với những khám phá bất ngờ. "
Phát hiện hiện tượng cực đoan
Tia X được tạo ra bởi một số hiện tượng cực đoan mạnh mẽ nhất trong không gian. Những hiện tượng này bao gồm các ngôi sao phát nổ, vật chất xoay quanh các lỗ đen siêu lớn và sự hợp nhất của các cụm thiên hà—những vật thể lớn nhất trong vũ trụ chứa hàng nghìn thiên hà liên kết với nhau bằng lực hấp dẫn.
Các nhà khoa học tại Đại học Chicago sẽ phân tích một số cụm và nhóm thiên hà khổng lồ được quan sát lần đầu tiên. Một trong những câu hỏi lớn liên quan đến các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm các cụm thiên hà. Các nhà khoa học biết rằng những lỗ đen này giải phóng năng lượng vào môi trường xung quanh, điều chỉnh tốc độ hình thành sao. Nhưng chính xác làm thế nào những lỗ đen này tương tác với các thiên hà chủ của chúng vẫn còn là một bí ẩn.
"Cho đến nay, chúng tôi đã chuyển dữ liệu hình ảnh 'tĩnh' để nghiên cứu tính chất vật lý của những tương tác này," Irina Zhuravleva, Trợ lý Giáo sư Thiên văn học và Clare Boothe Luce, giải thích Vật lý thiên văn. “Với XRISM, chúng tôi sẽ đo tốc độ của khí do các lỗ đen siêu lớn điều khiển và nghiên cứu sự pha trộn của các loại khí và kim loại khác nhau.”
Các phép đo tương tự ở các vùng bên ngoài của cụm thiên hà cũng sẽ tiết lộ cách truyền năng lượng trong vũ trụ.
Ngoài ra, XRISM cũng sẽ đo chính xác độ phong phú của các nguyên tố hóa học khác nhau và sự phân bố của kim loại bên trong và bên ngoài các thiên hà, từ đó tiết lộ loại sao phát nổ nào chịu trách nhiệm tạo nên thành phần hóa học hiện tại của vũ trụ.
Một biên giới mới trong nghiên cứu không gian
Những quan sát này phải được thực hiện từ không gian vì bầu khí quyển của Trái đất chặn tia X. Phóng một vệ tinh từ không gian và điều khiển tất cả các thiết bị là một thách thức lớn. Ba nỗ lực phóng và vận hành các vệ tinh tương tự trước đó đều thất bại; các nhà khoa học hy vọng lần phóng thứ tư sẽ thành công.
Vệ tinh XRISM sẽ được kiểm tra và hiệu chỉnh sau khi phóng để đảm bảo rằng tất cả các thiết bị đã sẵn sàng bắt đầu chương trình quan sát vào cuối năm nay.
"XRISM sẽ mở ra một kỷ nguyên mới của quang phổ tia X có độ phân giải cao," Zhuravleva nói. “Chúng tôi rất hào hứng với sứ mệnh này và sẵn sàng phân tích dữ liệu rất được mong đợi.”