Trong ba thập kỷ qua, nhân loại đã chứng kiến một cuộc cách mạng vĩ đại trong lĩnh vực khám phá vũ trụ, đặc biệt là sự ra đời của kỷ nguyên ngoại hành tinh. Giờ đây, với sự trợ giúp của những công nghệ tiên tiến nhất, giấc mơ nhìn thấy những thế giới xa xôi ngoài hệ mặt trời đã trở thành hiện thực. Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) chính là minh chứng rõ ràng nhất cho bước tiến vượt bậc này.
Cái Nhìn Mới Về Sao Hải Vương và Các Vành Đai Băng Giá
Mới đây, NASA đã công bố những hình ảnh đầu tiên mà JWST chụp được về sao Hải Vương, hành tinh băng khổng lồ trong hệ mặt trời của chúng ta. Những bức ảnh này đã mang đến cho giới thiên văn học một cái nhìn hoàn toàn mới, rõ nét chưa từng có về các vành đai băng giá của sao Hải Vương sau 32 năm kể từ khi tàu vũ trụ Voyager 2 bay ngang qua hành tinh này.
Điều đáng chú ý là, đây là lần đầu tiên các nhà khoa học quan sát được các vành đai bụi mờ nhạt của sao Hải Vương trong ánh sáng cận hồng ngoại. Ngoài những vành đai hẹp và sáng đã được biết đến, JWST còn cho thấy một số vành đai bụi mờ nhạt hơn mà trước đây, ngay cả khi tàu Voyager 2 tiếp cận gần hành tinh vào năm 1989, chúng ta vẫn không thể nhìn thấy.
Trong khi các bức ảnh từ kính viễn vọng không gian Hubble thường cho thấy sao Hải Vương có màu xanh lam đặc trưng do metan trong khí quyển, thì JWST, với khả năng quan sát trong ánh sáng cận hồng ngoại, đã tiết lộ một góc nhìn khác biệt. Metan trong những đám mây băng giá của sao Hải Vương hấp thụ mạnh ánh sáng ở các bước sóng này, khiến các vùng không có mây hoặc có mây ở độ cao lớn trở nên tối hơn.
Bên cạnh đó, JWST còn cung cấp hình ảnh về bảy mặt trăng của sao Hải Vương. Nổi bật trong số đó là Triton, mặt trăng lớn nhất, được bao phủ bởi một lớp nitơ cô đặc đóng băng và phản chiếu khoảng 70% ánh sáng mặt trời, khiến nó trông sáng hơn cả sao Hải Vương.
Khám Phá Ngoại Hành Tinh: Sức Mạnh của James Webb
Không chỉ dừng lại ở việc quan sát các hành tinh trong hệ mặt trời, JWST còn chứng minh được sức mạnh vượt trội trong việc khám phá các ngoại hành tinh. Hình ảnh trực tiếp đầu tiên mà JWST chụp được về một hành tinh quay quanh một ngôi sao xa xôi đã mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu về các thế giới bên ngoài hệ mặt trời.
Trước đây, phần lớn các ngoại hành tinh được phát hiện một cách gián tiếp, thông qua việc quan sát các ngôi sao chủ của chúng có những biến đổi bất ngờ, từ đó suy ra sự hiện diện của các hành tinh không thể nhìn thấy trực tiếp. Tuy nhiên, JWST đã thay đổi điều đó.
Các nhà thiên văn học đã hướng JWST đến ngôi sao HIP 65426 và phát hiện ra hành tinh đồng hành khổng lồ HIP 65426b. Ngoại hành tinh này có quỹ đạo rất xa ngôi sao chủ, gấp khoảng 92 lần khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời, tương đương khoảng 14 tỷ km. Khoảng cách này tạo điều kiện thuận lợi cho việc quan sát trực tiếp, vì ánh sáng từ ngôi sao chủ không còn lấn át ánh sáng từ hành tinh.
JWST được trang bị các coronagraph, cho phép chặn ánh sáng từ các ngôi sao sáng để tìm kiếm các vật thể mờ nhạt hơn xung quanh. Sử dụng công cụ này, JWST đã chụp được một loạt ảnh của HIP 65426b ở các bước sóng ánh sáng hồng ngoại khác nhau, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu chi tiết hơn về hành tinh này.
Kết quả phân tích cho thấy, HIP 65426b có khối lượng gần gấp 7 lần sao Mộc, nóng hơn dự kiến với nhiệt độ đỉnh mây lên đến hơn 1000 độ C, và có bán kính xấp xỉ 1,5 lần bán kính sao Mộc. Những thông tin này cho thấy một thế giới hoàn toàn khác biệt so với bất kỳ hành tinh nào trong hệ mặt trời.
Tiềm Năng Vượt Trội và Những Khám Phá Sắp Tới
Những quan sát về HIP 65426b chỉ là một phần nhỏ trong tiềm năng to lớn của JWST. Độ chính xác đáng kinh ngạc của dữ liệu hình ảnh cho thấy JWST có thể quan sát trực tiếp các hành tinh nhỏ hơn so với dự kiến trước đây, thậm chí là các hành tinh có kích thước tương đương hoặc nhỏ hơn sao Thổ.
Điều này mở ra một chân trời mới cho các nhà thiên văn học, giúp họ có thể khám phá nhiều ngoại hành tinh hơn, đồng thời nghiên cứu chi tiết hơn về bầu khí quyển của chúng.
So Sánh Với Quá Khứ: Bước Tiến Vượt Bậc của Công Nghệ
Để thấy rõ sự tiến bộ của công nghệ, chúng ta có thể so sánh những bức ảnh mà JWST chụp được với những hình ảnh được ghi lại cách đây khoảng 100 năm. Vào cuối thế kỷ 19 đến những năm 1980, các nhà khoa học thường sử dụng các tấm kính ảnh để quan sát vũ trụ. Họ điều chỉnh kính viễn vọng bằng tay, nhắm vào các thiên thể và phơi sáng trên các tấm kính phủ nhũ tương. Sau đó, họ rửa các tấm kính và nghiên cứu tỉ mỉ các đốm đen là thiên thể nằm rải rác.
Sự ra đời của JWST đã đánh dấu một bước chuyển mình lớn, từ việc sử dụng mắt người và các tấm kính ảnh sang các thiết bị điện tử hiện đại. Công nghệ tiên tiến cho phép chúng ta chế tạo những kính viễn vọng lớn hơn, có khả năng nhìn thấy những vật thể mờ và chi tiết hơn.
Ví dụ, khi so sánh ảnh chụp Tinh Vân Carina, sao Mộc, và nhóm thiên hà Stephens bởi JWST với ảnh chụp từ thế kỷ trước, chúng ta thấy rõ sự khác biệt đáng kể. JWST có khả năng phóng đại tốt hơn gấp 100 lần, cho phép các nhà thiên văn học khám phá những chi tiết mà trước đây không thể nhìn thấy.
Kết Luận
Kính viễn vọng không gian James Webb không chỉ là một công cụ quan sát vũ trụ mà còn là một cuộc cách mạng, thay đổi hoàn toàn cách chúng ta nhìn nhận và khám phá vũ trụ. Những hình ảnh và dữ liệu mà JWST mang lại đã mở ra những chân trời mới, hứa hẹn sẽ mang đến những khám phá bất ngờ và thú vị trong tương lai. Với những tiến bộ này, chúng ta có thể tự tin khẳng định rằng, kỷ nguyên khám phá vũ trụ bằng công nghệ tiên tiến đã thực sự bắt đầu.
Tài liệu tham khảo
- NASA: https://www.nasa.gov/
- European Space Agency (ESA): https://www.esa.int/
- Space Telescope Science Institute (STScI): https://www.stsci.edu/