Một bản đồ bụi thiên hà được công bố hôm 22 tháng 9, 2014 đã làm giảm đáng kể độ tin cậy mà kính thiên văn ở Nam Cực đã thoáng thấy sóng hấp dẫn từ thuở ban sơ của vũ trụ, được công bố hồi tháng 3. Bản đồ mới nhất thu được với kính thiên văn không gian Plank của Cơ quan Không gian Châu Âu ESA có thể giúp các nhà thiên văn học tìm được những khu vực có thể quan sát được tín hiệu nguyên thủy như vậy.

Hồi tháng 3, một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng kính thiên văn vô tuyến BICEP2 tại Nam Cực thông báo rằng họ đã phát hiện một sự thay đổi nhỏ trong phân cực ánh sáng từ Bức xạ nền vũ trụ (CMB), là bức xạ còn sót lạt từ Big Bang. Sự thay đổi, theo lời các nhà nghiên cứu, có lẽ là do sóng hấp dẫn, uốn lượn trong cấu trúc của không thời gian được tạo ra trong những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ. Thông báo này đã làm vui mừng các nhà vũ trụ học bởi sóng hấp dẫn sẽ chứng minh vũ trụ sơ khai đã trải qua một giai đoạn phát triển siêu tăng tốc, còn gọi là thời kỳ lạm phát của vũ trụ.

Người đứng đầu nhóm BICEP2 John Kovac đến từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts, và các đồng nghiệp thừa nhận rằng bụi trong Dải Ngân Hà, thứ có thể phân cực ánh sáng tương tự sóng hấp dẫn, có thể gây ảnh hưởng đến kết quả của họ. Nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng trong khu vực nhỏ mà kính thiên văn BICEP2 quan sát, mức độ bụi sẽ rất thấp đủ để có được tín hiệu mạnh từ nguyên thủy.

Tuy nhiên, một số nhà thiên văn học khác khẳng định rằng nhóm BICEP2 đã đánh giá thấp vai trò của bụi và ngoại suy thông tin sai từ bản đồ bụi sơ bộ của bầu trời biên soạn từ dữ liệu ghi được của Plank.

Vật lý Thiên văn - vatlythienvan.com
Bản đồ toàn bộ bầu trời của vệ tinh Plank chia thành từng khu vực chứa mật độ bụi thấp (màu xanh) và cao (màu đỏ) - và cho thấy khu vực quan sát của kính thiên văn BICEP2 (hình chữ nhật) không nằm trong khu vực ít bụi. Hình bên trái hiển thị thiên cầu bắc và bên phải là thiên cầu nam.

Sự điều chỉnh

Một bản đồ mà nhóm Plank phát hành hồi tháng 5 đã bỏ qua khu vực này bởi tín hiệu phân cực ở đó quá yếu để đánh giá chính xác tại thời điểm đó. Hiện nay, sau hai năm phân tích dữ liệu, nhóm Plank đã phát hành một bản đồ được chờ đợi từ lâu hiển thị sự phân cực của bụi trên toàn bộ bầu trời, bao gồm cả khu vực quan sát của BICEP2.

Bản đồ, được mô tả trong một bài báo đăng trên máy chủ bản thảo arXiv hiim 22 tháng 9 cho thấy sự phân cực của bụi là cao hơn đáng kể ở khu vực xung quanh Nam Cực so với dự đoán của nhóm BICEP2 - và ảnh hưởng của nó không thể bỏ qua trong bất kỳ nơi nào trên bầu trời, theo lời nhà khoa học của nhóm Plank Charles Lawrence đến từ phòng thí nghiệm phản lực JPL của NASA.

"Mức độ bụi trong khu vực của BICEP2 rõ ràng là quan trọng, và cũng cao hơn so với dự đoán từ trước Plank," theo lời Jamie Bock, một thành viên BICEP2 tại JPL và Viện Công nghệ California ở Pasadena. Bản đồ của Plank cho thấy "hầu hết những gì BICEP2 nhìn thấy đều bắt nguồn từ bụi," theo lời David Spergel, một nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Princeton ở New Jersey, người không thuộc nhóm nghiên cứu Plank và đã từng lên tiếng nghi ngờ phân tích của BICEP2.

Spergel lưu ý rằng một số tín hiệu nhỏ từ BICEP2, còn lại sau khi trừ đi tín hiệu phân cực của bụi, có thể vẫn là kết quả của sóng hấp dẫn nguyên thủy. "Nhưng nó sẽ rất khó để trích xuất ra được," theo lời Spergel, kể cả khi dữ liệu từ cả Plank và BICEP2 được kết hợp trong một phân tích chung đang được tiến hành bởi cả hai nhóm. Kết quả phân tích đó dự kiến sẽ phát hành cuối tháng 11, theo lời Lawrence.

Hien PHAN (theo Nature)

Author: Hien PHAN
Cựu thành viên CLB Thiên văn học Đà Nẵng - DAC; giảng viên khoa Vũ trụ và Ứng dụng, trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (Đại học Việt Pháp).