NASA vừa công bố những hình ảnh đầu tiên từ dữ liệu của kính thiên văn không gian James Webb - chiếc kính thiên văn mạnh nhất từng có trong lịch sử. Chúng thực sự cho bạn thấy những kỳ quan của vũ trụ, vì cả vẻ đẹp thị giác cũng như những ý nghĩa khoa học của chúng.
Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) là một dự án trị giá 10 tỷ USD, một nỗ lực hợp tác giữa NASA, ESA và CSA. Được phóng lên từ cuối tháng 12 năm 2021 bởi tên lửa Ariane 5, chiếc kính này đã tới đích thuận lợi - dù có một vài sự cố nhỏ - và bắt đầu tiến hành công việc của mình.
Khác với những kính thiên văn trước đây, Webb không đơn giản là một chiếc kính có gương lớn hơn. Nó là kính được thiết kế đặc biệt để quan sát vũ trụ ở một dải bước sóng hồng ngoại rất rộng. Ánh sáng từ các thiên hà ở rất xa bị kéo giãn ra khi vũ trụ giãn nở bởi hiệu ứng Doppler, khiến một phần lớn của chúng trở thành sóng hồng ngoại khi tới với chúng ta, cũng như nhiều cụm sao bị bao phủ bởi khí và bụi dày đặc khiến ánh sáng biểu kiến bị chặn lại trong khi một phần bước sóng hồng ngoại vẫn có thể thoát ra. Vì vậy, việc quan sát vũ trụ ở dải sóng hồng ngoại là cực kỳ quan trọng. Ngoài việc được thiết kế để trở thành chiếc kính thiên văn hồng ngoại lớn nhất (đồng thời cũng là kính thiên văn không gian lớn nhất) trong lịch sử, Webb còn được thiết kế đặc biệt để hoạt động ở vị trí của điểm L2, cách Trái Đất 1,5 triệu km và tránh được hầu hết bức xạ từ Mặt Trời nhờ sự kết hợp của vị trí khuất sau Trái Đất và tấm chắn sáng rộng như một sân tennis của nó. Với tất cả những đặc điểm đó, hoàn toàn không có gì để nghi ngờ việc Webb sẽ mang lại những cái nhìn chưa từng có và sẽ giúp các nhà khoa học mở khóa nhiều bí ẩn lớn của vũ trụ, từ những giai đoạn sớm nhất trong quá trình hình thành các thiên hà và cụm sao cho tới những gì đang diễn ra bên trong những vùng tạo sao và cả đặc điểm khí quyển của các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời.
Dưới đây là những hình ảnh mà NASA vừa công bố ngày 12 tháng 7 về đợt quan sát đầu tiên của Webb. Ngoài giá trị khoa học thì tất nhiên, tất cả chúng đều tuyệt đẹp.
SMACS 0723
Hình ảnh được công bố sớm nhất này (trước những bức ảnh còn lại hơn nửa ngày) đã nhanh chóng thu hút được sự chú ý của công chúng trên khắp thế giới khi mà nó cho thấy cái nhìn sâu chưa từng có vào vũ trụ. Cụm thiên hà này nằm cách chúng ta khoảng 4,6 tỷ năm ánh sáng. Và quan trọng hơn cả những chi tiết tuyệt đẹp của nó là ở chỗ khối lượng của các thiên hà trong cụm khiến nó hoạt động như một thấu kính, phóng đại ánh sáng tới từ những thiên hà xa hơn rất nhiều ở phía sau. Nhờ quan sát này, các nhà nghiên cứu có thể xác định được nhiều đặc điểm và cả thành phần hóa học của những thiên hà cách chúng ta tới 13,1 tỷ năm ánh sáng, trong giai đoạn khá sớm của vũ trụ.
Tinh vân Carina
Đây là một trong những tinh vân lớn nhất và sáng nhất trên bầu trời. Nó nằm cách chúng ta khoảng 7.600 năm ánh sáng, thuộc khu vực của chòm sao Carina (Sống Thuyền - của con thuyền Argo). Bức ảnh này mang lại cái nhìn tuyệt đẹp và chi tiết chưa từng có về tinh vân này. Nhờ tầm nhìn hồng ngoại của James Webb, bạn có thể thấy được thoáng qua những khu vực tạo sao được bao quanh bởi khí và bụi dày đặc, và cả những ngôi sao xa hơn ở nền phía sau.
Tinh vân Vòng Phương Nam
Cấu trúc giống như một khóm tảo đang nở hoa này là một tinh vân hành tinh - lớp vỏ của một ngôi sao dạng Mặt Trời bị vỡ ra vào cuối đời của nó, bao bọc cái lõi nhỏ hơn rất nhiều ở trung tâm. Nhờ khả năng quan sát đặc biệt ở dải hồng ngoại, Webb đã lần đầu tiên cho phép các nhà khoa học nhìn thấy hai ngôi sao ở trung tâm của tinh vân này. Những quan sát như thế này sẽ giúp chúng ta sớm biết thêm nhiều thông tin về cơ chế của những quá trình diễn ra ở những ngôi sao chết và những tương tác chúng gây ra cho sao đồng hành trong những cặp sao kép. Hai hình ảnh phía trên được chụp bởi hai máy ảnh khác nhau của Webb: NIRCam ở bên trái và MIRI ở bên phải.
Bộ ngũ Stephen
Đây là một nhóm gồm 5 thiên hà ở gần nhau, cách chúng ta khoảng 290 triệu năm ánh sáng. Hình ảnh này rõ nét tới mức, lần đầu tiên, các nhà khoa học có thể thấy được dòng khí đang bị cuốn lỗ đen siêu nặng ở trung tâm một thiên hà. Hình ảnh này đại diện cho một hướng quan sát mà Webb sẽ được sử dụng trong tương lai, để giúp các nhà khoa học có được hiểu biết đầy đủ hơn về cách mà lỗ đen siêu nặng ở trung tâm các thiên hà hoạt động và tương tác của chúng với quá trình hình thành sao trong thiên hà.
WASP-96b
Ngoại hành tinh này được phát hiện năm 2014. Nó có khối lượng khoảng một nửa Sao Mộc (thuộc nhóm hành tinh khí khổng lồ) và chuyển động quanh một ngôi sao cách chúng ta 1.150 năm ánh sáng. Tất nhiên, ngay cả Webb cũng không thể trực tiếp chụp ảnh được một hành tinh xa như vậy, nhưng quang phổ hồng ngoại thu được (như hiển thị ở hình trên, đừng quan tâm tới hình ảnh ở nền) từ bức xạ phát ra từ sao mẹ và đi xuyên qua khí quyển của hành tinh đã cho biết rất nhiều điều về nó. Khí quyển của hành tinh này dường như khá giống với Trái Đất của chúng ta.
Tất cả những hình ảnh này đều chỉ là những ví dụ nhỏ và đẹp mắt về những gì mà kính thiên văn không gian James Webb đã làm được trong giai đoạn quan sát đầu tiên của nó. Sẽ có hàng trăm thiên hà và hàng nghìn ngoại hành tinh tiếp tục được quan sát, và chúng ta sẽ chờ đợi những kết quả tiếp theo sẽ tới trong tương lai để mở rộng hơn cái nhìn của mình vào vũ trụ.
Hình ảnh trong bài thuộc bản quyền của NASA, ESA và CSA.
