Sẽ đóng cửa vĩnh viễn kính thiên văn huyền thoại Arecibo

Hình ảnh thiên văn mới tiết lộ trình trạng tồi tệ dẫn đến khả năng đóng cửa vĩnh viễn cơ sở nghiên cứu này, có thể dẫn đến việc kết thúc một kỷ nguyên quan sát thiên văn.

Một trong những kính thiên văn nổi tiếng nhất thế giới – kính viễn vọng vô tuyến 305 mét đặt tại Arecibo, Puerto Rico – đang gần đóng cửa mãi mãi. Các kỹ sư không thể tìm được cách nào thực sự an toàn để sửa chữa hai tuyến cáp đỡ cấu trúc bởi nó bị đứt một cách đột ngột và khủng khiếp, một vào tháng 8 và một vào đầu tháng 11.

Đây là điểm cuối của một kính thiên văn mang tính biểu tượng cho khoa học với hiệu suất cao nhất về mặt khoa học trong lịch sử vật lý thiên văn – các nhà khoa học đều cảm thấy đau buồn về điều đó.

“Tôi không biết phải nói gì nữa”, Robert Kerr, cựu giám đốc đài quan sát. “Không thể tin được”.

“Tôi vô cùng đau khổ”, Abel Méndez, một nhà sinh học thiên văn tại trường đại học Puerto Rico ở Arecibo và thường xuyên tới đài quan sát, cho biết.

Được xây dựng năm 1963, kính thiên văn vô tuyến lớn nhất thế giới Arecibo đóng vai trò quan trọng trong vật lý thiên văn. Đây chính là nơi các nhà nghiên cứu gửi một thông điệp vô tuyến liên sao vào năm 1974 với hi vọng có thể bất kỳ nền văn minh ngoài trái đất nào cũng có thể nghe được, đồng thời cũng là nơi đầu tiên xác nhận phát hiện hành tinh ngoại mặt trời đầu tiên vào năm 1992.

Đây cũng là nơi tiên phong thực hiện nhiều khám phá về các hiện tượng thiên văn, bao gồm các tiểu hành tinh gần trái đất và những vụ nổ trong vũ trụ như các vụ nổ vô tuyến nhanh. Giờ tất cả các con đường tìm hiểu đã đóng lại, dẫu một số nghiên cứu nhỏ vẫn được tiếp tục thực hiện ở những cơ sở nghiên cứu nhỏ lẻ ở Arecibo.

Đánh giá tình hình

Các đường cáp bị đứt từng đỡ cho một khung chứa các thiết bị khoa học nặng 900 tấn, treo phía trên đĩa kính thiên văn chính. Đường cáp đầu tiên trượt khỏi hốc của nó và các bảng bị vỡ tại rìa của đĩa còn đường cáp thứ hai mới bị đứt một nửa  và xé rách một miếng ở trung tâm của đĩa.

Một hình ảnh vệ tinh có độ phân giải cao do một công ty quan sát trái đất có trụ sở ở San Francisco, California, cho thấy mức độ hư hỏng của đường cáp thứ hai: màu xanh của cây cỏ bên dưới có thể nhìn thấy qua những lỗ trên đĩa. Bức thứ hai do các thành viên của đài quan sát cũng cho thấy tình trạng đó.

Nếu bất kỳ cáp đỡ nào bị đứt – điều này có thể xảy ra bất kỳ lúc nào – toàn bộ khung đỡ có thể va vào đĩa bên dưới. Quỹ Khoa học Mỹ (NSF), nơi sở hữu đài quan sát Arecibo, đang lên kế hoạch để đưa khung bên dưới thấp vào trạng thái an toàn hơn.

Nhưng các kế hoạch này cũng phải mất tới vài tuần và không thể nói là khung đỡ này có thể bị rơi xuống trong tình trạng không thể kiểm soát. “Thậm chí các nỗ lực ổn định hoặc kiểm tra tình trạng cáp có thể dẫn đến việc đẩy thảm họa đến nhanh hơn,” Ralph Gaume, giám đốc bộ phận thiên văn NSF, nói trong một thông cáo báo chí ngày 19/11.

Vì vậy NSF quyết định đóng cửa Arecibo vĩnh viễn. “Việc đưa ra quyết định này không hề dễ dàng nhưng an toàn vẫn là ưu tiên số một,” Sean Jones, phụ trách bộ phận toán học và vật lý trong ban giám đốc NSF.

Việc đóng cửa mang đến một cú sốc với cộng đồng thiên văn. Một làn sóng truyền trên mạng xã hội với hashtag #WhatAreciboMeansToMe đã ngay lập tức gây xôn xao dư luận với hành động của các nhà thiên văn, kỹ sư và các nhà khoa học khác – nhiều người từ Puerto Rico – chia sẻ những câu chuyện về việc đài quan sát này định hình sự nghiệp của họ như thế nào. “Đóng cửa đài quan sát Arecibo là mất mát lớn của khoa học, của việc bảo vệ hành tinh và cho cả Puerto Rico,” Desireé Cotto-Figueroa, một nhà thiên văn tại trường đại học Humacao Puerto Rico, chia sẻ trong một e-mail trước khi tin đóng cửa được loan báo.

Các quan chức NSF vẫn nhấn mạnh, việc hỏng cáp là điều đáng ngạc nhiên. Sau sự cố với dây cáp đầu tiên, nhóm kỹ thuật đã xác định được hàng loạt dây trọng yếu bị đứt trong cáp thứ hai nhưng lại không thấy vấn đề nghiêm trọng nào bởi trọng lượng nó mang vẫn nằm trong khoảng cho phép của thiết kế. “Không thể nhìn được mối đe dọa trước mắt nào,” Ashley Zauderer, giám đốc chương trình Arecibo tại NSF, nói.

Nhưng cáp chính, vốn được lắp đặt vào đầu những năm 1960s đã bị xuống cấp theo thời gian. Trải qua nhiều năm tháng, các dây cáp này đã bị lão hóa và cần được bảo trì. Zauderer cho rằng việc bảo trì trong những năm gần đây vẫn được hoàn thành theo lịch trình.

Cho đến trước năm ngoái thì đợt nguy hại nhiều nhất cho dây cáp chính yếu tại đài quan sát là một trận động đất trên thang độ 6.4 xảy ra vào tháng 1/2014 làm một phần cáp và cũng được các kỹ sư sửa chữa. Cấu trúc trong quá trình lão hóa còn chịu những cú sốc khác nữa trong vài năm gần đây, bao gồm hư hại một ăng ten và đĩa thiên văn do bão Maria năm 2017.

Vẫn chưa thể ước tính được chi phí tháo dỡ của kính thiên văn này.

Một địa điểm huyền thoại

Khoa học đang được nghiên cứu tại Arecibo là những nghiên cứu hàng đầu thế giới, trong đó có nghiên cứu về tiểu hành tinh. Các sóng vô tuyến va vào kính thiên văn phát ra từ những tiểu hành tinh gần trái đất tiết lộ hình dạng và spin của những viên đá không gian có thể mang hiểm họa khôn lường tới cho trái đất. Việc không có kính thiên văn này “sẽ là một mất mát lớn”, Alan Harris, một nhà khoa học tiểu hành tinh ở La Canada, California, nhấn mạnh (Kính viễn vọng hình cầu mở 500 mét Telescope FAST của trung Quốc đi vào hoạt động năm 2016 hiện không có khả năng thực hiện các nghiên cứu radar).

Một số dự án khoa học ở đài quan sát có thể được chuyển sang các cơ sở nghiên cứu khác, Gaume nói – và ông chờ đợi các nhà khoa học đề xuất nơi sẽ thực hiện nghiên cứu của họ. Dẫu vậy, có rất nhiều công trình có thể chỉ thực hiện được trên những thiết bị thiên văn độc nhất vô nhị tại Arecibo. “Hiện không có gì thay thế được kính thiên văn Arecibo,” thông cáo báo chí từ hai tổ chức nghiên cứu thiên văn vô tuyến hàng đầu Mĩ là Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia ở Charlottesville, Virginia, và Đài quan sát Green Bank ở Tây Virginia.

Một số lượng nhỏ các nghiên cứu vẫn sẽ tiếp tục tại các phòng thí nghiệm khác ở đài quan sát Arecibo, ví dụ hai cơ sở tia lidar chuyên bắn các tia laser vào bầu khí quyển để nghiên cứu các hiện tượng khí quyển.

Kính thiên văn Arecibo đã được nâng cấp định kỳ với nhiều thiết bị mới được lắp đặt trong những năm tới. “Kính thiên văn này không hề lỗi thời,” Christopher Salter, một nhà thiên văn học tại đài quan sát Green Bank và làm việc nhiều năm tại Arecibo, nhận xét.

Việc nâng cấp đã được ấn định này hiện đang được thực hiện, bao gồm một ăng ten 5,8 triệu USD được đặt trên khung của kính viễn vọng và cps thể gia tăng độ nhạy một cách đáng kể. Brian Jeffs, một kỹ sư tại trường đại học Brigham Young ở Provo, Utah, và là người phụ trách dự án lắp đặt này, cho biết nhóm của ông chờ đợi để thảo luận các lựa chọn cho tương lai của nó với NSF. “Chúng tôi lo ngại cho ban quản lý, kỹ thuật, khoa học và cả các nhân viên hỗ trợ” của đài quan sát này, ông nói.

Đài quan sát này là trung tâm giáo dục khoa học lớn ở Puerto Rico, nơi thúc đẩy sự nghiệp của nhiều nhà thiên văn và kỹ sư. Nó đã trở thành một phần của văn hóa đại chúng, bao gồm những bộ phim lớn như Contact (năm 1997), vốn dựa trên một tiểu thuyết của nhà thiên văn học Carl Sagan, và GoldenEye (năm 1995) trong loạt phim James Bond.

Thảm họa gần đây nhất của kính thiên văn vô tuyến là vào năm 1988, khi một ăng ten tại Đài quan sát Green Bank bị đổ sập trong một đêm do lỗi trong cấu trúc của nó.

Anh Vũ dịch

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-020-03270-9