Những hình ảnh thu được từ Kính viễn vọng James Webb mang ý nghĩa gì đối với chúng ta?

Với những bức ảnh này, chúng ta đang bước vào một 'thời kỳ khám phá khoa học mới'.

Tất cả những gì chúng ta đạt được hôm nay là kết quả của sự kiên nhẫn, thời gian và nguồn tài chính của các nhà khoa học tại NASA trong suốt 26 năm qua.

Mọi thứ bắt đầu từ năm 1996, khi các nhà thiên văn học đề xuất việc phát triển một kính viễn vọng không gian thế hệ tiếp theo, có khả năng quan sát cách xa 13,6 tỷ năm ánh sáng. Theo kế hoạch ban đầu, kính thiên văn này sẽ hoạt động vào năm 2007 với chi phí chỉ 500 triệu đô la.

Tuy nhiên, không mọi thứ diễn ra như kế hoạch, và không có gì xảy ra cho đến Giáng Sinh năm 2021, khi chi phí đã tăng lên 10 tỷ USD thay vì 500 triệu USD như dự kiến. Nhưng cam kết của các nhà thiên văn học vẫn không thay đổi: hình ảnh thu được từ kính thiên văn mới sẽ vô cùng ấn tượng và cung cấp thông tin quý báu cho chúng ta.

Và các cam kết đó đã được thực hiện. Trong một cuộc họp báo tại Trung tâm Bay không gian Goddard ở Greenbelt, Maryland, NASA đã công bố bốn bức ảnh mới do Kính viễn vọng James Webb chụp được, bao gồm các tinh vân, cụm thiên hà và một hình ảnh to lớn của một ngoại hành tinh chưa từng được biết đến trước đó. Ngoài ra, một bức ảnh về cụm thiên hà SMACS 0723 - bao gồm hàng nghìn thiên hà và các thiên hà xa xôi nhất được quan sát trong quang phổ hồng ngoại - đã được tiết lộ tại một cuộc họp báo của Nhà Trắng vào ngày 11 tháng 7 bởi Giám đốc NASA Bill Nelson, với sự tham dự của Tổng thống Joe Biden và Phó Tổng thống Kamala Harris.

'Những hình ảnh này sẽ gợi nhớ thế giới rằng nước Mỹ có khả năng tạo ra những điều kỳ diệu', Tổng thống Biden nói. 'Không có gì là không thể với chúng tôi', ông thêm, kính thiên văn Webb 'tượng trưng cho tinh thần không ngừng khám phá của người Mỹ'.

Hình ảnh được công bố vào ngày 11/7 và bốn bức ảnh khác mà NASA tiết lộ hôm nay là các vật thể mà hầu hết những người ngoài cộng đồng thiên văn học chưa từng biết đến, bao gồm SMACS 0723 và:

• Tinh vân Carina, một trong những tinh vân lớn nhất và sáng nhất trên bầu trời, cách Trái đất 7.600 năm ánh sáng.
• WASP-96b, một hành tinh khí khổng lồ quay quanh một ngôi sao cách Trái đất 1.150 năm ánh sáng.
• Tinh vân Nebula (NGC 3132), một đám mây khí đang giãn nở rộng gần nửa năm ánh sáng xung quanh một ngôi sao sắp chết, cách chúng ta 2.000 năm ánh sáng.
• Stephan's Quintet, một nhóm thiên hà nhỏ, cách Trái đất 290 triệu năm ánh sáng, được chụp ảnh lần đầu tiên vào năm 1787.

Các nhà khoa học đã lựa chọn năm mục tiêu làm mẫu của các loại vật thể mà kính thiên văn sẽ nhắm tới trong những năm qua: Tinh vân Nebula đại diện cho cái chết của các ngôi sao; SMACS 0723 đại diện cho thử nghiệm chụp ảnh trường sâu; Tinh vân Carina đại diện cho 'vườn ươm sao', nơi hàng triệu ngôi sao đang được hình thành.

Tuy nhiên, theo một số cách, vật thể nhỏ nhất mà kính thiên văn chụp được - hành tinh WASP-96b - có thể sẽ là vật thể gây ra sự phấn khích lớn nhất. Cho đến nay, việc phát hiện các hành tinh ngoại hành, hoặc các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác, chỉ có thể được thực hiện thông qua hai phương pháp: Phương pháp quá cảnh, khi các nhà thiên văn nhận biết độ mờ nhỏ của ánh sáng từ một ngôi sao mẹ khi một hành tinh quay quanh nó đi qua phía trước; và phương pháp vận tốc xuyên tâm - trong đó họ tìm kiếm sự biến đổi nhỏ trong vị trí của ngôi sao khi hành tinh quay quanh nó tác động lên nó.

Điều mà các nhà thiên văn không bao giờ có thể làm cho đến bây giờ là nhìn thấy trực tiếp hành tinh này, vì việc phát hiện một thiên thể nhỏ bé trong ánh sáng chói lòa của ngôi sao mẹ sẽ như việc cố gắng nhìn thấy một con bướm đêm bay gần đèn đường. Bây giờ, các nhà thiên văn có thể hình ảnh mờ nhạt các hành tinh ngoài hệ mặt trời, và họ cũng có thể tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trên chúng.

Và hình ảnh của WASP-96b tiết lộ rằng khí quyển của hành tinh này giàu nước, một thành phần quan trọng cho sự sống như chúng ta biết. Knicole Colón, một nhà khoa học tham gia dự án Webb, nói: 'Những gì bạn thấy ở đây là một dấu hiệu về sự hiện diện của hơi nước trong khí quyển của hành tinh này. Hoặc cụ thể hơn, có bằng chứng về sự hiện diện của mây và sương mù'.

Như Phó Tổng thống Harris đã nói, với những bức ảnh như thế này, chúng ta đang tiến vào một 'thời kỳ khám phá khoa học mới'. Những hình ảnh này mở ra một 'cửa sổ mới đối với lịch sử vũ trụ của chúng ta', Tổng thống Biden nói thêm.

Chính sự hoạt động của Webb đã là một thành công, với kỹ thuật và vị trí của nó trong không gian tạo ra sự khác biệt so với bất kỳ kính viễn vọng nào trước đây.

Kính viễn vọng không gian Hubble được phóng vào năm 1990, với quỹ đạo cao 547 km, quay quanh Trái đất và trông giống như một kính thiên văn - một hình trụ kim loại với thấu kính quang học bên trong và truyền ánh sáng từ một đầu sang một đầu khác - chủ yếu nhìn trong quang phổ khả kiến. Điều này đồng nghĩa với việc gương của nó cần được bảo vệ khỏi ánh sáng từ mặt trời, Trái đất và các vật thể khác mà nó không quan sát.

Trái lại, Webb hoạt động trong quang phổ hồng ngoại, một bước sóng ánh sáng nằm ngoài phạm vi khả kiến, nó chủ yếu là một thước đo của nhiệt độ hơn là ánh sáng. Hubble không bao giờ có thể nhìn thấy khoảng cách 13,6 tỷ năm ánh sáng như Webb có thể, bởi vì ánh sáng từ những nơi xa xôi bị che khuất bởi bụi và khí trong không gian.

Vì vậy, để hoạt động, Webb cần được bảo vệ khỏi nhiệt độ, điều này sẽ làm mờ quang học hồng ngoại giống như ánh sáng mất phương hướng sẽ làm mờ gương quang phổ khả kiến của Hubble.

Gương chính của Webb có đường kính 6,5 mét và được tạo thành từ 18 phần hình lục giác, mỗi phần có thể được điều chỉnh theo bảy trục khác nhau với độ chính xác xuống tới nanomet, cho phép gương tổng thể có thể lấy nét chi tiết và rõ ràng nhất.

'Sự khác biệt giữa Hubble và Webb không phải là như so sánh một người 70 tuổi với một người 71 tuổi', Scott Friedman, một nhà thiên văn học thuộc nhóm Webb, nói trong một cuộc trò chuyện với TIME năm ngoái. 'Nó giống như so sánh một em bé một ngày tuổi với một em bé một tuổi, và đó là một sự khác biệt rất lớn'.

Như Nelson đã nói: 'Ở một nơi nào đó, một điều gì đó đáng kinh ngạc đang chờ đợi để được khám phá'.

Tham khảo: Time