Chắc chắn, chúng tôi phục tất cả các bộ sưu tập bụi không gian. Nhưng các nhà thiên văn học cũng muốn nghiên cứu nó để tìm hiểu làm thế nào bụi không gian trong Dải Ngân hà của chúng ta che khuất ánh sao từ xa.
Hình ảnh động ở trên cho thấy một kết xuất 3 chiều mới của bụi không gian, như được xem trong một vòng lặp vài nghìn năm ánh sáng xuyên qua và ra khỏi mặt phẳng của thiên hà Milky Way của chúng ta. Nó là một phần của một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Berkeley Lab, được xuất bản vào ngày 22 tháng 3 năm 2017 trong bài đánh giá ngang hàng Tạp chí vật lý thiên văn. Tại sao một nghiên cứu về bụi không gian? Đối với một điều, như các tác giả nghiên cứu giải thích trong một tuyên bố:
Hãy xem xét rằng Trái đất chỉ là một con thỏ bụi vũ trụ khổng lồ - một bó mảnh vụn lớn được tích lũy từ các ngôi sao nổ tung. Trái đất của chúng ta về cơ bản chỉ là những cụm sao nhỏ, mặc dù với hóa học rất phức tạp.
Vì vậy, bụi không gian có lợi ích nội tại. Tuy nhiên, những đám mây bụi không gian trong dải ngân hà của chúng ta cũng có thể gây rắc rối cho các nhà thiên văn học. Bụi có thể mờ, hoặc che khuất, ánh sáng của các ngôi sao và thiên hà xa hơn. Tác giả chính của nghiên cứu mới là Edward F. Schlafly, thành viên Hubble tại Phòng thí nghiệm Berkeley. Anh ấy đã giải thích:
Ánh sáng từ các thiên hà xa xôi truyền đi hàng tỷ năm trước khi chúng ta nhìn thấy nó, nhưng trong một nghìn năm cuối hành trình về phía chúng ta, một vài phần trăm ánh sáng đó bị hấp thụ và phân tán bởi bụi trong thiên hà của chúng ta.
Chúng ta cần sửa cho điều đó.
Việc hiệu chỉnh đặc biệt quan trọng đối với các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Berkeley. Họ đã thiết kế một dự án trong tương lai, được gọi là Công cụ quang phổ năng lượng tối (DESI) mà Công ty sẽ làm việc để đo tốc độ mở rộng vũ trụ của gia tăng sau khi nó ra mắt vào năm 2019.
DESI sẽ xây dựng bản đồ gồm hơn 30 triệu thiên hà xa xôi, nhưng bản đồ đó sẽ bị biến dạng nếu bụi này bị bỏ qua. Và vì vậy, Schlafly nói:
Mục đích bao trùm của dự án này là lập bản đồ bụi theo ba chiều - để tìm hiểu có bao nhiêu bụi trong bất kỳ khu vực 3 chiều nào trên bầu trời và trong dải ngân hà.
Vũ trụ chứa đầy bụi, xuất hiện trong hình ảnh này - một phần của cuộc khảo sát về mặt phẳng thiên hà phía nam - dưới dạng các mảng tối. Trong hình ảnh này, các ngôi sao màu đỏ có xu hướng bị bụi đỏ, trong khi các ngôi sao màu xanh ở phía trước những đám mây bụi. Hình ảnh thông qua Khảo sát di sản / NOAO / AURA / NSF / Berkeley Lab.
Lấy dữ liệu từ các cuộc khảo sát bầu trời riêng biệt được thực hiện bằng kính viễn vọng trên Maui và New Mexico, nhóm nghiên cứu của Schlafly đã đã tạo ra các bản đồ so sánh bụi trong vòng một kiloparsec - hay 3.262 năm ánh sáng - ở dải Ngân hà bên ngoài.Họ đã sử dụng dữ liệu từ cuộc khảo sát bầu trời Pan-STARRS ở Hawaii và từ một cuộc khảo sát riêng có tên APOGEE tại Apache Point, New Mexico, sử dụng một kỹ thuật gọi là quang phổ hồng ngoại. Quan sát hồng ngoại cho phép các nhà thiên văn học nhìn xuyên qua bụi. Như những tuyên bố của các nhà khoa học nói:
Các phép đo hồng ngoại có thể cắt xuyên qua bụi một cách hiệu quả che khuất nhiều loại quan sát khác. Thí nghiệm APOGEE tập trung vào ánh sáng từ khoảng 100.000 ngôi sao khổng lồ đỏ trên Dải Ngân hà, bao gồm cả những vầng hào quang trung tâm.
Schlafly cho biết bản đồ bụi 3-D hiện có trong tay có số lượng lớn hơn nhiều giải pháp (khả năng xem chi tiết) hơn bất cứ điều gì đã tồn tại trước đó.
Và tất nhiên, như mọi khi, họ tìm thấy là một bức tranh phức tạp hơn về bụi so với các nghiên cứu và mô hình trước đó đã đề xuất.
Một cái nhìn nén toàn bộ bầu trời có thể nhìn thấy từ Hawaii bởi Đài thiên văn Pan-STARRS1. Hình ảnh là một tổng hợp của nửa triệu lần phơi sáng, mỗi lần dài khoảng 45 giây, được thực hiện trong khoảng thời gian bốn năm. Đĩa của Dải Ngân hà trông giống như một vòng cung màu vàng và các đường bụi hiện lên như những sợi tơ màu nâu đỏ. Bối cảnh được tạo thành từ hàng tỷ ngôi sao mờ và các thiên hà. Hình ảnh qua D. Farrow / Pan-STARRS1 Hiệp hội Khoa học / Viện Max Planck về Vật lý ngoài Trái đất / Phòng thí nghiệm Berkeley.
Các kết quả, các nhà nghiên cứu nhận thấy, dường như mâu thuẫn với các mô hình dự kiến bụi trong Dải Ngân hà sẽ được phân phối dễ dự đoán hơn và chỉ đơn giản là thể hiện kích thước hạt lớn hơn ở những khu vực có nhiều bụi. Các quan sát cho thấy tính chất của bụi thay đổi rất ít với lượng bụi, do đó, các mô hình bụi hiện có trong Dải Ngân hà có thể cần điều chỉnh để giải thích cho một kiểu hóa học khác, chẳng hạn. Schlafly nói:
Ở những vùng dày đặc hơn, người ta đã nghĩ rằng các hạt bụi sẽ kết tụ lại, do đó bạn có nhiều hạt lớn hơn và ít hạt nhỏ hơn.
Nhưng các quan sát cho thấy các đám mây bụi dày đặc trông giống như các đám mây bụi ít tập trung hơn, do đó, các biến đổi về tính chất của bụi không chỉ là một sản phẩm của mật độ bụi, ông nói, và:
Bất cứ điều gì đang thúc đẩy điều này không chỉ là tập đoàn ở những khu vực này.
Schlafly cũng nói rằng, ngay cả với bộ sưu tập dữ liệu bụi ngày càng tăng, chúng ta vẫn có một bản đồ bụi chưa hoàn chỉnh về thiên hà của chúng ta:
Có khoảng một phần ba thiên hà mà thiếu mất tích, và chúng tôi hiện đang làm việc để chụp ảnh thứ ba ’thứ ba của thiên hà.
Một cuộc khảo sát bầu trời sẽ hoàn thành hình ảnh của máy bay thiên hà phía nam và cung cấp dữ liệu còn thiếu này sẽ kết thúc vào tháng 5, ông nói.
APOGEE-2, ví dụ, một cuộc khảo sát tiếp theo với APOGEE, sẽ cung cấp bản đồ bụi hoàn chỉnh hơn trong thiên hà địa phương và các công cụ khác dự kiến cũng sẽ cung cấp bản đồ bụi tốt hơn cho các thiên hà gần đó.
Khu vực khảo sát APOGEE-2 theo kế hoạch nằm trên một hình ảnh của Dải Ngân hà. Mỗi dấu chấm hiển thị một vị trí trong đó APOGEE-2 sẽ thu được quang phổ sao. Tham gia thông qua APOGEE-2 / Berkeley Lab.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học đã khảo sát bụi trong thiên hà Milky Way của chúng ta theo ba chiều. Họ làm điều này một phần vì lợi ích nội tại, và vì họ muốn hiểu làm thế nào các bộ sưu tập bụi trong Dải Ngân hà làm mờ hoặc che khuất ánh sáng của các ngôi sao và thiên hà bên ngoài.