NASA là cơ quan sở hữu những công nghệ máy ảnh mạnh mẽ nhất Thế giới, phục vụ cho việc khám phá không gian rộng lớn của Vũ trụ. Để quan sát Vũ trụ từ Trái đất, NASA có kính viễn vọng James Webb có thể tạo ra những bức ảnh độ phân giải cao lên tới 122 megapixels (122 triệu điểm ảnh) để các nhà khoa học có thể quan sát một cách rõ nét nhất các thực thể cách xa hành tinh xanh.
Hình ảnh của tàn tích sau vụ nổ của thiên hà N132D được chụp bởi máy ảnh XRISM, cách Trái đất 160.000 năm ánh sáng. Hình ảnh này rất sáng trong dải sáng cực tím (X-rays) nhưng không thể nhìn thấy ở dải sáng mà mắt người và camera thông thường nhìn thấy được.
Sản phẩm mới nhất của NASA kết hợp với Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) là chiếc máy ảnh XRISM, với điểm đặc biệt là chỉ có duy nhất 36 điểm ảnh! Để so sánh, cảm biến chính của dòng iPhone 15 series mới nhất có độ phân giải 48 megapixels tức là 48 triệu điểm ảnh, gấp 1.3 triệu lần chiếc máy ảnh tân tiến này của NASA.
Cảm biến của camera XRISM chỉ có 36 điểm ảnh được xếp thành hình vuông 6 x 6.
Nếu như so với một chiếc máy ảnh dân dụng cao cấp thì sao? Dòng máy Sony a7R V có tới 60 triệu điểm ảnh, tạo ra hình ảnh có kích thước lớn tới 9704 x 6336, lớn hơn 1.67 triệu lần so với cảm biến của XRISM - chỉ tạo được ảnh với kích thước 6 x 6.
Rất hiếm có những cảm biến ảnh hiện đại mà khi ta nhìn vào có thể thấy được từng điểm ảnh như thế này!
Tới đây, chắc chắn nhiều bạn sẽ tự hỏi rằng tại sao NASA lại là ra cảm biến với độ phân giải thấp như vậy? Theo đó, XRISM không được sử dụng để chụp những bức hình bình thường, mà để 'bắt' những ánh sáng X-rays với mức năng lượng cao hơn 5000 lần ánh sáng mà mắt người nhìn được.
Camera này được gắn lên một vệ tinh, 'chĩa' tới những vùng nóng nhất của Vũ trụ, có các thực thể khổng lồ như tàn tích của Ngân hà sau khi nổ hay các hố đen siêu lớn. Dù không có nhiều điểm ảnh, nhưng cảm biến XRISM có thể chụp được khoảng sáng rất rộng, có mức năng lượng trải dài từ 400 - 12.000 electron-volt.
So sánh kích thước một điểm ảnh trên cảm biến XRISM và điểm ảnh của smartphone.
Các điểm ảnh sẽ có nhiệm vụ 'nhìn' các tia X-rays tới, đo nhiệt lượng tỏa ra bởi từng bước sóng để đo đạc năng lượng của hạt bức xạ điện từ, cho biết vật thể được làm bằng những nguyên tố, hợp chất nào. Phép đo được thực hiện từ XRISM chính xác tới mức có thể xác định được cả sự dịch chuyển của vật đã phát ra ánh sáng X-rays ở một khoảng cách lớn, tạo ra hình ảnh 3D nơi mà cảm biến chụp được.
Tàn dư của vụ nổ N132D tạo ra ánh sáng X-rays có độ sáng và năng lượng (keV) phù hợp với các chất như Silicon, Sulfur, Argon, Calcium và Sắt.
Để hoạt động được cảm biến này phải được đặt trong môi trường rất lạnh. Hệ thống làm lạnh 6 bước của NASA giảm mức nhiệt xung quanh cảm biến xuống mức -459.58 độ F hay -273.1 độ C, gần với ngưỡng nhiệt độ của không gian Vũ trụ (-270.4 độ C).
Giải thích công nghệ phía sau camera XRISM với chỉ 36 điểm ảnh của NASA.
Mặc dù chỉ có vọn vẹn 36 điểm ảnh, camera XRISM có thể cung cấp được dữ liệu quang phổ X-rays chi tiết và chính xác nhất từ trước đến nay trong lịch sử của ngành vật lý thiên văn, từ đó mở rộng tầm hiểu biết của con người về Vũ trụ rộng lớn và đầy bí ẩn này.
