Lịch sử chưa từng có: 6 nước chế tạo "Mắt thần" mạnh gấp 50 triệu lần mắt người

"Mắt thần" mang tên GMT là một công trình khổng lồ, tọa lạc trên đỉnh núi cao 2.500 mét ở Chile.

Theo kế hoạch, vào cuối thập kỷ này, thế giới sẽ xuất hiện một kính thiên văn mạnh nhất lịch sử - Kính thiên văn khổng lồ Magellan (GMT).

Kính thiên văn GMT. (Ảnh: Giantmagellan.org).

GMT được thiết kế để khám phá những điều chưa biết trong vũ trụ. Với chất lượng hình ảnh chưa từng có, 7 tấm gương lớn nhất thế giới tạo nên GMT sẽ phóng tầm nhìn của chúng ta vào vũ trụ để:

Tìm các hành tinh giống Trái đất; tìm kiếm dấu hiệu của sự sống; Để điều tra nguồn gốc vũ trụ và giải mã những bí ẩn về vật chất tối và năng lượng tối; Quay ngược thời gian để khám phá sự hình thành của các ngôi sao, thiên hà và lỗ đen đầu tiên.

Hình ảnh mô hình của Kính thiên văn khổng lồ Magellan (GMT) nhìn từ bên ngoài. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Sau 4 năm chế tạo, tính đến ngày 27/9/2023, Kính viễn vọng khổng lồ Magellan (GMT) sắp hoàn thành chiếc gương thứ 7 trong tổng 7 gương lớn tạo nên bề mặt thu ánh sáng rộng 368 mét vuông của mình.

Hình ảnh "nội thất" Kính GMT ban ngày. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Khi hoàn thành, GMT sẽ là chiếc gương quang học lớn nhất và thách thức nhất thế giới từng được chế tạo.

Cùng với nhau, các tấm gương sẽ thu thập nhiều ánh sáng hơn bất kỳ kính viễn vọng nào khác đang tồn tại, cho phép nhân loại mở khóa những bí mật của vũ trụ bằng cách cung cấp các phân tích hóa học chi tiết về các thiên thể và nguồn gốc của chúng.

Hình ảnh "nội thất" Kính GMT ban đêm. (Ảnh: Giantmagellan.org).

"Với sức mạnh thu thập ánh sáng gấp 50 triệu lần mắt người, cùng độ nhạy hơn gấp 200 lần so với các kính thiên văn tốt nhất hiện nay, Kính thiên văn khổng lồ Magellan sẽ làm nên lịch sử thông qua những khám phá trong tương lai.

Chúng tôi rất vui mừng khi sắp đạt được một cột mốc quan trọng khác trong quá trình chế tạo GMT" - Giáo sư Buell Jannuzi, nghiên cứu viên chính cho các phân đoạn gương của GMT kiêm Giám đốc Đài thiên văn Steward và là Trưởng khoa Thiên văn học tại Đại học Arizona (Mỹ) cho biết.

Đặc điểm siêu vượt trội của GMT

Nỗ lực toàn cầu: Kính thiên văn khổng lồ Magellan là một công trình quốc tế, với sự tham gia của 13 tổ chức nghiên cứu thuộc 6 quốc gia, gồm Mỹ, Chile, Israel, Australia, Brazil, Hàn Quốc.

Kính này đang được xây dựng ở sa mạc Atacama của Chile, một trong những địa điểm tốt nhất trên Trái đất để khám phá vũ trụ.

13 tổ chức thuộc 6 quốc gia bắt tay nhau tạo nên "kỳ quan" GMT. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Kính thiên văn khổng lồ Magellan là một bước nhảy vọt về quy mô. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Công nghệ vượt trội: GMT sẽ loại bỏ hiệu ứng làm mờ do nhiễu loạn khí quyển của Trái đất bằng hệ thống quang học thích ứng trước tiêu cự tiên tiến, mang lại độ phân giải gấp 4 đến 10 lần so với các kính viễn vọng trên không gian tốt nhất hiện nay.

Kỹ thuật thông minh: Kính GMT sẽ tạo ra độ phân giải hình ảnh cao nhất có thể của vũ trụ trên trường nhìn rộng nhất chỉ với hai bề mặt thu ánh sáng.

Điều này khiến GMT trở thành kính thiên văn thành đỉnh nhất về mặt quang học trong số tất cả các kính thiên văn thuộc loại đường kính 30 mét.

Mặt cắt của toàn bộ kết cấu kính GMT, gồm vỏ, trụ và giá đỡ kính thiên văn. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Sức mạnh mới: GMT sẽ săn lùng các hành tinh có thể sinh sống được và xác định xem các phân tử trong khí quyển của chúng có được tạo ra bởi sự sống hay không - một khả năng mà các kính thiên văn ngày nay không thể đo được trong quang phổ khả kiến vì thiếu độ nhạy và độ phân giải.

"Viên ngọc quý" của kính thiên văn GMT sẽ là một chiếc gương 7 tấm.

Khi tất cả 7 tấm được lắp vào đúng vị trí, chúng sẽ hoạt động cùng nhau như một bề mặt thu ánh sáng duy nhất có chiều ngang 25,4 mét - đường kính này bằng chiều dài của một con cá voi xanh trưởng thành, Giantmagellan.org thông tin.

Sau khi hoàn thành, gương có độ nhạy lên tới 200 lần và độ phân giải hình ảnh gấp 4 lần so với loại kính viễn vọng không gian tiên tiến nhất hiện nay.

Nhân viên của Đại học Arizona Richard F. Caris Mirror Lab đặt các khối kính có độ giãn nở thấp Ohara E6 vào khuôn để đúc đoạn gương chính số 5, tháng 10 năm 2017. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Quá trình chế tạo các tấm gương khổng lồ của GMT có thể thấy được sự kỳ công của các chuyên gia quốc tế.

Cách đây vài ngày, Phòng thí nghiệm Gương Richard F. Caris của Đại học Arizona đã đóng nắp bể quay lớn bên dưới khán đài của Sân vận động Bóng đá Arizona Wildcats của Đại học Arizona, Mỹ.

Các nhân viên của Phòng thí nghiệm Gương Richard F. Caris của Đại học Arizona đặt 20 tấn kính có độ giãn nở thấp Ohara E6 vào khuôn để đúc đoạn gương chính thứ 7 của Kính viễn vọng khổng lồ Magellan vào tháng 9/2023. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Bể quay có một không hai này đang chứa 20 tấn thủy tinh quang học tinh khiết nhất. Nó sẽ làm nóng thủy tinh đến 1.165 độ C để khi tan chảy, thủy tinh sẽ bị đẩy ra ngoài để tạo thành bề mặt paraboloid cong của gương.

Với đường kính 8,4 mét, tấm gương sẽ nguội trong 3-4 tháng tiếp theo trước khi chuyển sang giai đoạn đánh bóng, Spacethông tin.

Nắp bể quay đóng lại để đúc phân đoạn gương chính của Kính GMT số 7 tại Phòng thí nghiệm Gương Richard F. Caris. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Mỗi tấm gương phải có chất lượng cao nhất và điều đó cần có thời gian. Chiếc gương cuối cùng này sẽ mất 4 tháng để nguội.

Sau đó, các kỹ thuật viên sẽ bắt đầu mài và đánh bóng bề mặt của nó để đạt độ hoàn thiện chính xác về mặt thiên văn - hoàn hảo trong phạm vi một phần nghìn chiều rộng của sợi tóc người.

Phần gương chính đang được đánh bóng tại Phòng thí nghiệm Gương Richard F. Caris của Đại học Arizona, tháng 3 năm 2018. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Các kỹ thuật viên của Đại học Arizona đang nhìn lên phía sau của tấm gương chính số 5, hồi tháng 4/2019. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Đến đầu năm 2024, tấm gương chính này sẽ được tích hợp vào nguyên mẫu hệ thống hỗ trợ khổng lồ để thử nghiệm hiệu suất quang học lần cuối.

Cuộc thử nghiệm này sẽ đóng vai trò như buổi diễn tập cho cả 7 tấm gương chính.

Quang cảnh Đỉnh Las Campanas cao 2.500 mét (phía nam sa mạc Atacama của Chile) - là ngôi nhà tương lai của Kính GMT. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Toàn bộ công trường xây dựng nhìn từ trên cao. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Các kỹ thuật viên đang đào móng để làm nơi xây dựng trụ đỡ Kính GMT hồi năm 2019. (Ảnh: Damien Jemison/GMTO Corporation).

Robert Shelton, Chủ tịch Kính thiên văn khổng lồ Magellan, chia sẻ: "Chúng tôi đang ở giai đoạn chế tạo quan trọng, với phần lớn việc sản xuất diễn ra ở Mỹ".

Cấu trúc của kính thiên văn cao 39 mét cũng đang được sản xuất bằng2.100 tấn thép Mỹtại một cơ sở sản xuất mới xây dựng ở Rockford, bang Illinois của Mỹ.

Rebecca Bernstein, Nhà khoa học trưởng của Kính GMT cho biết: "Sự kết hợp giữa sức mạnh thu thập ánh sáng, tính hiệu quả và độ phân giải hình ảnh cực cao của kính GMT sẽ cho phép chúng tôi thực hiện những khám phá mới trên tất cả các lĩnh vực của thiên văn học.

Đài quan sát Kính GMT tọa lạc trên đỉnh núi cao 2.500 mét ở Chile. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Kính GTM hứa hẹn sẽ làm sáng tỏ nhiều bí ẩn về vũ trụ cho loài người. (Ảnh: Giantmagellan.org).

Sự kết hợp độc đáo giữa các đặc điểm siêu vượt trội của GMT giúp các nhà khoa học có khả năng nghiên cứu các hành tinh ở độ phân giải không gian và độ phân giải quang phổ cao - cả hai đều là chìa khóa để xác định xem một hành tinh có thành phần đá như Trái đất hay không; cũng như liệu nó có chứa nước ở dạng lỏng hay không và liệu bầu khí quyển của nó có chứa đúng chất hay không".

Kính viễn vọng GMT dự kiến sẽ "đi săn" vào cuối thập kỷ này và sẽ hoạt động năng nổ nhất để trả lời một số câu hỏi cấp bách nhất của nhân loại: Chúng ta đến từ đâu? Có phải chúng ta cô đơn trong vũ trụ?