Thoạt nhìn, bức ảnh tuyệt đẹp dưới đây trông khá bình thường. Nó khá giống với những bức ảnh chụp các ngôi sao lấp lánh trên bầu trời đêm. Tuy nhiên, những gì bạn đang nhìn đặc biệt hơn rất nhiều.
Theo đó, mỗi chấm trắng trong bức ảnh là một lỗ đen siêu lớn đang hoạt động. Và mỗi lỗ đen đó đang nuốt chửng vật chất ở trung tâm của một thiên hà cách chúng ta hàng triệu năm ánh sáng - đó là cách chúng có thể được xác định một cách chính xác.
Với tổng cộng 25.000 chấm như vậy, các nhà thiên văn học đã tạo ra bản đồ chi tiết nhất cho đến nay về các lỗ đen ở tần số vô tuyến thấp. Việc thực hiện tấm bản đồ này được coi là một thành tích ‘vô tiền khoáng hậu’, khi các khoa học phải mất rất nhiều năm để quan sát bằng hệ thống gồm 20.000 kính viễn vọng vô tuyến.
"Đây là kết quả của nhiều năm làm việc trên những dữ liệu cực kỳ khó. "Chúng tôi đã phải nghĩ ra ra các phương pháp mới để chuyển đổi tín hiệu vô tuyến thành hình ảnh của bầu trời.", nhà thiên văn Francesco de Gasperin thuộc Đại học Hamburg ở Đức giải thích.
Về cơ bản, ở giai đoạn ‘ngủ đông’, các lỗ đen không phát bất kỳ bức xạ nào, khiến chúng khó tìm thấy hơn nhiều.
Khi một lỗ đen đang ‘ngấu nghiến’ vật chất, các lực cường độ cao liên quan sẽ tạo ra bức xạ trên nhiều bước sóng mà chúng ta có thể phát hiện trong không gian rộng lớn.
Điều làm cho bức ảnh gồm 25.000 chấm trắng trên trở nên đặc biệt là nó được quan sát ở các bước sóng vô tuyến cực thấp, bởi hệ thống đài thiên văn LOw Frequency ARray (LOFAR) ở Châu Âu, phân bố khắp 52 địa điểm trên khắp châu Âu.
Hiện tại, LOFAR là mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến duy nhất có khả năng chụp ảnh độ phân giải cao ở tần số dưới 100 megahertz, mang đến khả năng quan sát một vùng trời cực kỳ rộng lớn. Bản đồ 25.000 lỗ đen vừa ra mắt, vốn bao phủ 4% bầu trời phía bắc, là thành quả đầu tiên trong kế hoạch chụp lại toàn bộ phía Bắc ở tần số cực thấp, được gọi là LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Do được đặt trên mặt đất, khó khăn của LOFAR nằm ở tầng điện ly, nơi các bức xạ vô tuyến tần số cực thấp có thể bị phản xạ lại không gian. Ở tần số dưới 5 megahertz, các bức ảnh đều bị mờ vì lý do này. Bản thân các tần số cũng có thể bị biến đổi khi chúng xuyên qua tầng điện ly, tùy theo điều kiện khí quyển.
Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng siêu máy tính chạy các thuật toán để sửa lỗi nhiễu tầng điện ly cứ sau bốn giây.
"Sau nhiều năm phát triển phần mềm, thật tuyệt vời khi thấy điều này đã thực sự thành công", nhà thiên văn học Huub Röttgering của Đài quan sát Leiden ở Hà Lan cho biết.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu hy vọng dự án có thể khám phá những đối tượng bí ẩn trong khu vực tần số dưới 50 MHz. Từ đó, giới thiên văn có thể hiểu biết thêm về các mô hình vật lý trong thiên hà, cụm thiên hà và các lĩnh vực nghiên cứu khác.
Tham khảo Science Alert