Kính thiên văn Chân trời sự kiện

Kính thiên văn Chân trời sự kiện
Mô phỏng máy tính hình ảnh một lỗ đen với hào quang vật chất bao quanh bóng tối của lỗ đen (viền sáng mỏng là quỹ đạo photon, chân trời sự kiện nằm trong vùng bóng tối này)
Tổ chức	Xem phần Các bên tham gia
Vị trí	Toàn cầu
Bước sóng	Vô tuyến; 0,87 - 1,33 mm
Thời điểm bắt đầu hoạt động	Lần đầu tiên thu thập dữ liệu 2006
Kiểu kính	Giao thoa
Đường kính	Tương đương với đường kính của Trái Đất (12,742 km)
Phân giải góc	26 - 17 micro giây cung
Website	http://eventhorizontelescope.org

Kính thiên văn Chân trời sự kiện (tiếng Anh: Event Horizon Telescope, EHT) là một chương trình quan sát thiên văn tập trung vào các lỗ đen siêu khối lượng nằm ở trung tâm các thiên hà. Chương trình sử dụng kỹ thuật giao thoa với đường cơ sở rất dài (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) bằng cách kết hợp các kính viễn vọng vô tuyến trên toàn thế giới trong đó nhiều ăng-ten độc lập cách xa hàng chục nghìn kilômét được điều phối, cùng quan sát và ghi lại dữ liệu trong cùng một thời điểm, tạo thành một mạng lưới kính thiên văn khổng lồ có đường kính tương đương đường kính Trái Đất. Kính thiên văn ảo này làm tăng độ phân giải góc đến mức đủ quan sát cấu trúc lớn của vùng bao quanh chân trời sự kiện. Dự án EHT hy vọng thực hiện kiểm chứng thuyết tương đối tổng quát của Einstein khi sẽ phát hiện ra những sai lệch dưới ảnh hưởng trường hấp dẫn mạnh của một lỗ đen, nghiên cứu đĩa bồi tụ và các tia phát ra từ lỗ đen, thảo luận về sự tồn tại của chân trời sự kiện, và phát triển cơ sở vật lý lỗ đen.

Đối tượng quan sát của EHT chủ yếu là Sagittarius A* nằm ở thiên cầu nam tại trung tâm của Ngân Hà, và lỗ đen nằm ở thiên cầu bắc tại trung tâm của thiên hà elip M87. Trong hai hố đen này, Sagittarius A* bị chắn bởi làn bụi dày của đĩa Ngân Hà trên bầu trời, trong khi lỗ đen của M87 phát ra luồng tia tương đối tính có độ dài 5.000 năm ánh sáng. Để có thể nhìn xuyên qua làn bụi của thiên hà và đĩa vật chất bao quanh lỗ đen, EHT được thiết lập để quan sát ở bước sóng 1.33 mm và dự định giảm xuống 0.87 mm để thu được các chi tiết trong tương lai. Vì lượng dữ liệu thu được từ các kính thiên văn vô tuyến rất lớn để có thể truyền tải qua hệ thống internet, dữ liệu ở mỗi trạm quan sát sẽ được ghi vào các ổ đĩa cứng và gửi về hai trung tâm xử lý dữ liệu bằng siêu máy tính thuộc Đài quan sát Haystack ở bang Massachusetts, Hoa Kỳ và Viện Thiên văn vô tuyến Max Planck ở Bonn, Đức. Tại đây dữ liệu được tổng hợp và phân tích để cho ra bức ảnh ở chế độ quan sát với bước sóng và mạng lưới kính vô tuyến tương ứng. Theo kết quả mô phỏng máy tính trước đây, ánh sáng (và/hoặc bức xạ điện từ) phát ra bởi vật chất bao quanh lỗ đen sẽ bị bẻ cong do hiệu ứng thấu kính hấp dẫn gây bởi khối lượng khổng lồ của lỗ đen, tạo thành một vầng hào quang xung quanh lỗ đen. Bóng tối (silhouette, shadow) hình tròn ở trung tâm của hào quang là hình ảnh bao ngoài của lỗ đen mà một quan sát viên ở xa có thể thấy được. Chân trời sự kiện nằm ẩn trong vùng bóng tối này.

Năm 2012, các nhà thiên văn lần đầu tiên chính thức tổ chức một hội nghị về EHT ở Arizona với nội dung bàn về mục đích khoa học, kế hoạch kỹ thuật và cơ cấu tổ chức của dự án. Các quan sát sơ bộ và thử nghiệm đã thực hiện từ đầu năm 2006, khi có ba đài quan sát được sử dụng để kiểm tra công nghệ VLBI. Và nhiều năm sau, dự án EHT dần trở lên lớn hơn từ đội ngũ ít ỏi và không được tạo quỹ hoạt động cho đến hình thành một tổ chức bao gồm hơn 30 trường đại học, đài quan sát, viện nghiên cứu và chính phủ trên toàn cầu từ 12 quốc gia. EHT lần đầu tiên thực hiện quan sát trên phạm vi toàn cầu trong 10 ngày của tháng Tư năm 2017 với mục tiêu là Sagittarius A*. Lần quan sát này cũng có sự tham gia của Mảng lớn kính thiên văn vô tuyến milimét và dưới milimét Atacama (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) ở Chile, và kính thiên văn Nam Cực (South Pole Telescope) ở Nam Cực. Trong số chúng, ALMA được coi là mảng kính thiên văn quan trọng nhất, bởi sự tham gia của nó đã làm tăng độ nhạy của EHT lên cỡ 10 lần. Các nhà thiên văn vật lý hy vọng sẽ chụp được bóng tối của lỗ đen ở lần quan sát đầu tiên này. Kết quả quan sát dự kiến công bố vào thời điểm nửa cuối năm 2018.

Đọc thêm

Bài viết phổ biến khoa học：

• “Taking the First Picture of a Black Hole”. Giới thiệu nguyên lý hoạt động của EHT tại trang web của ESO.
• “Portrait of a black hole”. Miêu tả lần quan sát tháng 4 năm 2017 tại trang web của Hiệp hội Max Planck.
• “Clear Skies, with a Chance of Black Holes”. Seth Fletcher. Blog Scientific American. 11 tháng 4 năm 2017. Miêu tả lần quan sát tháng 4 năm 2017.

Bài viết chuyên sâu：

• Vincent L. Fish; và đồng nghiệp (27 tháng 10 năm 2016). “Observing—and Imaging—Active Galactic Nuclei with the Event Horizon Telescope”. Galaxies. 4 (4). arXiv:1607.03034. doi:10.3390/galaxies4040054. Bài viết về công nghệ chụp ảnh của EHT.
• Arne Grenzebach (2016). The Shadow of Black Holes: An Analytic Description. Springer. ISBN 9783319300665. Truy cập ngày 14 tháng 6 năm 2017.

Liên kết ngoài

• “Dark Star Diaries”. Scientific American. Bài viết blog của Seth Fletcher về lỗ đen.
• Video: Peering Into a Black Hole. The New York Times. Video giới thiệu về quan sát lỗ đen.
• “EHT Wiki”. Trang Wiki của nhóm EHT (yêu cầu đăng nhập, “Video giới thiệu”.)
• “EHT Collaboration Meeting 2016”. Hội nghị EHT năm 2016.