Một nhà vật lý thiên văn theo đuổi các bùng phát sóng nhanh bí ẩn với một kính viễn vọng radio tiên tiến.
Victoria Kaspi. Nguồn: Science
Trong một phần tư thế kỷ, Victoria Kaspi đã sử dụng rất nhiều kính viễn vọng hàng đầu thế giới để làm ra nhiều phát hiện vật lý thiên văn mang tính nền tảng. Vào năm 2017, chị đã tự thiết kế một chiếc như vậy, kết hàng trăm dây cáp để tăng cường năng lực máy tính của Hydrogen Intensity Mapping Experiment ở Canada (CHIME).
Năm nay, nỗ lực của Kaspi và hàng chục nhà thiên văn học đã được đền đáp. CHIME bắt đầu trở thành một trong những kính viễn vọng “săn” bùng phát sóng radio nhanh (FRBs) bậc nhất thế giới – các tia bí ẩn của năng lượng radio thường xuyên xuất hiện trên khắp bầu trời. CHIME, đài quan sát ở phía nam British Columbia, đã ghi nhận hàng trăm bùng phát như thế, nhiều hơn nhiều lần so với các kính viễn vọng khác. Nhờ vậy, các nhà thiên văn học hi vọng sẽ giải quyết được câu đố về nguồn gốc của các tín hiệu này.
Kaspi, một nhà vật lý thiên văn tại trường đại học McGill ở Montreal, Canada, đã đóng vai trò lớn trong việc đem lại cho CHIME những năng lực dò FRB đầy uy lực. Kính viễn vọng đã được thiết kế một cách sáng tạo để có thể lập bản đồ được sự phát hydro từ những thiên hà ở khoảng cách xa để trả lời được những câu hỏi về vũ trụ sớm. Dự án này đã được thiết lập trong những năm đầu 2010, thời điểm mà nghiên cứu về bùng phát FRB bắt đầu phát triển sau khi bùng phát sóng radio đầu tiên được phát hiện vào năm 2007. Năm 2013, các nhà thiên văn học đã thông báo về bốn trường hợp, xác nhận các tia này là một hiện tượng hiển nhiên cần được giải thích.
“Với tôi, đây là một khoảng khắc mang tính bước ngoặt”, Kaspi nói. Chị đã dành nhiều năm trong sự nghiệp nghiên cứu về các sao neutron, các vật thể ở trạng thái siêu đậm đặc. Nhưng thật bất ngờ, một bí ẩn vật lý thiên văn mới đã xuất hiện. Kaspi đã từng nghĩ về cách CHIME có thể nghiên cứu về các sao neutron quay nhanh và nhận ra rằng độ nhạy của kính viễn vọng và phạm vi quan sát của nó có thể lý tưởng đối với cả việc quan sát các FRB – nhưng chỉ khi nó được nâng cấp. Chị đã gọi cho Ingrid Stairs, một nhà thiên văn học tại trường đại học British Columbia ở Vancouver, để nói về ý tưởng này. “Và trong vòng vài tháng, chị ấy đã đưa ra đề xuất lớn này,” Stairs kể lại.
Kaspi làm việc cùng những nhà vũ trụ học, những người mong muốn kính viễn vọng được cấp nhiều tiền hơn từ những nhà tài trợ chính, Quỹ Đổi mới sáng tạo Canada ở Ottawa, để săn tìm FRB. Họ muốn có thêm một thiết bị khác nữa và muốn tăng cường năng lực tính toán để cho phép kính viễn vọng có thể “đào xới” dữ liệu cỡ 1.000 lần mỗi giây tại 16.000 tần số khác nhau. “Tất cả chúng ta đều biết điều này rất rủi ro”, chị nói. “Không thể xây dựng kính viễn vọng lại, và chúng tôi đang đề xuất để đưa thêm một số thứ vào cái không hề tồn tại.”
Nhưng Kaspi, nhà nghiên cứu chính về FRB tại CHIME, đã cố hết sức để nó có thể diễn ra. Danh tiếng khoa học khiến chị giành được học bổng; những kết nối cá nhân của chị cho phép chị xây dựng một đội ngũ nghiên cứu đa dạng và đông đảo; và kỹ năng chính trị đóng vai trò thiết yếu trong việc kết hợp các nhà vũ trụ học cổ điển và những người mới thích đi “săn” FRB, theo nhận xét của Matthew Bailes, một nhà thiên văn học tại trường đại học công nghệ Swinburne tại Melbourne, Australia.
Trên con đường này, Kaspi đã tập trung phát triển một thế hệ các nhà khoa học mới, luôn quan tâm đến cách thay đổi để bước vào ngành vật lý, đặc biệt là phụ nữ. Chị đã giành mề đay vàng Gerhard Herzberg, giải thưởng cao nhất của Candana về khoa học, vào năm 2016 và dùng số tiền thưởng 1 triệu đô la Canada (tương đương 760.000 đô la Mỹ) để tuyển sinh viên và postdoc cho dự án CHIME.
Năm nay, chị đã giúp giành được một khoản tài trợ 2,4 triệu đô la Mỹ từ Quỹ Gordon và Betty Moore cho dự án khám phá xây dựng các kính viễn vọng lân cận, cách CHIME khoảng 1.000 km, có thể giúp xác định chính xác các FRB. Điều này giúp cho kính viễn vọng mang tính tiên phong của Canada giữ vững vị trí ở mặt tiền của thiên văn học.
“Từ lúc này, chúng tôi như thể đang bơi trong bể dữ liệu”, Kaspi nói. “Thành thật mà nói, tôi đã bị chìm nghỉm”.
Thanh Phương dịch
Nguồn: https://www.nature.com/immersive/d41586-019-03749-0/index.html
