Điểm lại 5 thành tựu lớn của Kính viễn vọng Không gian James Webb sau một tháng hoạt động

Bằng việc thu thập ánh sáng hồng ngoại vốn vô hình trong mắt người, kính Webb đã nhìn thấu không gian và thời gian, thu được dữ liệu của một vũ trụ còn non trẻ.

Không chỉ có sa mạc, hóa ra nơi này còn cất giấu cả ‘trái tim của Trái đất’ Kính thiên văn James Webb chỉ ra hai thiên hà nằm xa chúng ta nhất, tồn tại ở thời điểm vũ trụ mới hình thành Điều gì sẽ xảy ra nếu Trái Đất là hành tinh duy nhất trong Hệ Mặt Trời? Bất chấp kỷ lục ngày ngắn nhất vừa lập, Trái Đất lại vừa xảy ra việc chưa từng có trong 50 năm!

Mới chỉ lên không hồi Giáng sinh năm ngoái và chính thức đi vào hoạt động được hơn một tháng, Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã giúp giới thiên văn học đưa con mắt nhìn tới những chân trời tri thức chưa dấu chân người. JWST đã và đang giúp chúng ta nhìn nhận lại vũ trụ, và viết tiếp những trang nghiên cứu còn dang dở.

Thường được so sánh với Kính viễn vọng Không gian Hubble, kính Webb lên không sau hơn hai thập kỷ phát triển và tiêu tốn 10 tỷ USD kinh phí. Hiện JWST đã đang ổn định tại điểm L2 trong không gian, nơi cái lạnh của vũ trụ giúp hệ thống kính phát hiện được những nhiệt lượng yếu ớt vương lại từ khi vũ trụ hình thành, và một tấm chắn tiên tiến giúp chặn mọi ánh sáng từ phía Mặt Trời có thể làm nhiễu tín hiệu.

Hình minh họa kính Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA.

Bằng việc thu thập ánh sáng hồng ngoại vốn vô hình trong mắt người, kính Webb đã có thể gạt bụi không gian sang một bên, nhìn thấu không gian và thời gian, thu được dữ liệu của một vũ trụ còn rất non trẻ. Những hình ảnh kính Webb gửi về có thể cho thấy Vũ trụ ra sao trong khoảng từ 100-250 triệu năm hậu Big Bang.

Danh sách những nhóm nghiên cứu đăng ký sử dụng kính Webb vẫn còn dài lắm, vẫn còn những cá nhân sốt ruột hơn chúng ta – những người nóng lòng đợi thành tựu mới. Dưới đây mới chỉ là hình ảnh từ đợt công bố dữ liệu đầu tiên, và chắc chắn trong tương lai gần, ngành thiên văn học sẽ còn thăng hoa với những khám phá ấn tượng khác.

Hình ảnh hồng ngoại sâu

Đây là tấm ảnh được mô tả là “trường sâu” quan sát được nhờ JWST, tức là kính Webb sẽ chụp phơi sáng một khoảng trời trong một thời gian dài, cố gắng thu thập ánh sáng phát ra từ những vật thể mờ nhạt nơi không gian xa xôi. Theo lời mô tả của giám đốc NASA Bill Nelson, nếu bạn cầm một hạt cát và giơ ra hết chiều dài cánh tay, hạt cát sẽ đại diện cho phần vũ trụ nhìn thấy được trong tấm ảnh dưới đây.

Ánh sáng di chuyển nhanh, nhưng vẫn mất thời gian để đi được xa. Một số ánh sáng bạn thấy trong ảnh đã được 13 tỷ năm tuổi, tức là chúng xuất hiện chỉ vài trăm năm sau sự kiện Big Bang.

Tấm ảnh có tên gọi Trường Sâu Đầu tiên của Webb chụp lại cụm thiên hà SMACS 0723, bao gồm hàng ngàn thiên hà nhỏ và có cả những thiên thể mờ ảo nhất ngành thiên văn học từng phát hiện ra. Đây là góc nhìn hồng ngoại sâu nhất con người từng thực hiện được, quan sát SMACS 0723 của thời điểm 4,6 tỷ năm trước.

Theo nhận định của NASA, tấm ảnh phải chụp gần một ngày mới xong.

Thiên hà xa nhất ta từng thấy

Một trong những mục tiêu chính của kính viễn vọng James Webb là tìm những thiên hà xa tới mức, độ tuổi ánh sáng chúng phát ra chỉ kém tuổi vũ trụ vài trăm triệu năm. JWST là kính viễn vọng tinh tường nhất ta đang có, nhìn thấu những bước sóng ánh sáng vốn vô hình trước mắt người.

Lập tức, JWST đã nhìn ra thiên hà già cỗi nhất lịch sử thiên văn học từng ghi nhận.

Thiên hà già cỗi GLASS-z13.

Hồi tháng Bảy, các nhà thiên văn học phát hiện ra một tổ hợp của sao, khí và bụi bám lấy nhau dưới tác động của một lực hấp dẫn khổng lồ. Được biết đến với cái tên GLASS-z13, thiên hà 13,5 tỷ năm tuổi này xuất hiện vào năm thứ 300 hậu Big Bang.

Để có thể xác định chính xác tuổi thọ những thiên hà già cỗi này, các nhà nghiên cứu sẽ cần phân tích sâu hơn số dữ liệu mới được gửi về.

Những sự kiện va chạm mang quy mô thiên hà

Tháng Tám, kính Webb chụp lại một lần nữa hình ảnh Thiên hà Bánh xe, với độ chi tiết chưa từng có.

Nằm tại chòm sao Ngọc Phu cách Dải Ngân hà 500 triệu năm ánh sáng, Thiên hà Bánh xe là một thiên hà vòng hình thành sau va chạm của một thiên hà xoáy trôn ốc và một thiên hà nhỏ hơn. Nó sở hữu hai vòng, một vòng sáng bên trong và một vòng vật chất bên ngoài vẫn đang lan rộng ra không gian.

Suốt 440 triệu năm nay, vòng ngoài vẫn đang ngày một xa vòng trong. Khi vòng tương tác với số khí đang lơ lửng trong không gian, những ngôi sao mới sẽ hình thành.

Trong ảnh trên, dữ liệu từ Camera Cận Hồng ngoại (Near-Infrared Camera – NIRCam) được tô màu xanh dương, cam và vàng. Những chấm xanh đơn lẻ hoặc là các ngôi sao, hoặc là những vùng sản sinh sao mới. Tuy nhiên, phải cần tới Công cụ quan sát Hồng ngoại Tầm trung (Mid-Infrared Instrument – MIRI), kính Webb mới lấy được dữ liệu về bụi có tại Thiên hà Bánh xe. Những vùng đỏ trong ảnh là không gian giàu hydrocarbon và bụi silicate đang tỏa ra các phía.

Thiên hà Bánh xe dưới con mắt của công cụ MIRI.

Để mắt tới những hành tinh hàng xóm của Trái Đất

Một con mắt sáng sẽ nhìn được dễ dàng các vật thể bất kể xa gần. Bằng kính Webb, NASA chụp được loạt hình ảnh đẹp chưa từng có về Sao Mộc.

Sao Mộc và thiên thể Europa đang chói chang bên cạnh, chụp bằng Camera Cận Hồng ngoại (Near-Infrared Camera – NIRCam).

Hình trái: điểm đen tỏa sáng là vệ tinh Europa, vệt đen trên Sao Mộc là bóng của Europa; JWST quan sát ánh sáng với bước sóng hồng ngoại ngắn để có được những hình ảnh này. Hình phải: vòng sáng hiện hữu với các bước sóng hồng ngoại dài.

Bên cạnh hành tinh khí khổng lồ là ba mặt trăng – vệ tinh tự nhiên có tên Europa, Thebe và Metis. Các nhà khoa học cho rằng Europa sở hữu một đại dương nước mặn bên dưới bề mặt đóng băng, và theo những gì ta đang biết về sự sống, Europa có thể là thiên thể chứa sinh vật ngoài hành tinh đầu tiên mà ta biết.

Hành trình tìm bạn trong vũ trụ

JWST có thể mang lại dữ liệu cho thấy khí quyển tại những hành tinh xa xôi có thể hỗ trợ sự sống. Những dấu hiệu này sẽ bao gồm không khí để thở, một khí quyển có thể gây ra mưa, hay dấu vết của những liên kết chất đại diện cho sự sống, hay ít nhất là với khái niệm “sự sống” mà ta quen thuộc.

Chỉ trong năm đầu nghiên cứu, JWST đã sẵn sàng danh sách của 70 hành tinh tiềm năng.

Vệ tinh Europa của Sao Mộc được bọc bởi một lớp băng dày.

” Đây quả là thời điểm tuyệt vời để khám phá vũ trụ“, Lisa Kaltenegger, giáo sư thiên văn học công tác tại Đại học Cornell cho hay. ” Chúng ta có cô độc không? Chiếc kính viễn vọng không gian tuyệt vời này là công cụ đầu tiên có thể thu thập đủ ánh sáng để ta bắt đầu phân tích câu hỏi cơ bản này“.