Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã gây ấn tượng mạnh mẽ với những hình ảnh tuyệt đẹp về các thiên thể ở rất xa. Nhưng mục tiêu quan trọng hơn của nó là xác định những hành tinh có thể có sự sống. Các nhà khoa học đang đặt kỳ vọng lớn vào khả năng này của JWST, và những kết quả ban đầu đã chứng minh tiềm năng to lớn của nó.
Khả Năng Đặc Biệt của Kính Viễn Vọng James Webb
Theo các nhà khoa học Chris Impey và Daniel Apai từ Đại học Arizona, Mỹ, JWST có khả năng phát hiện những thay đổi nhỏ trong ánh sáng phát ra từ một ngoại hành tinh. Một trong những hình ảnh đầu tiên mà JWST thu được là phổ của hành tinh khí khổng lồ WASP-96b, có ý nghĩa rất lớn. Mặc dù hành tinh này không có khả năng tồn tại sự sống, nhưng những dấu hiệu hóa học trong ánh sáng từ hành tinh này, cách xa 1.150 năm ánh sáng, đã chứng minh khả năng phi thường của JWST. Chính những dấu hiệu hóa học này sẽ giúp chúng ta xác định liệu một hành tinh có sự sống hay không.
Trong những tháng tới, JWST sẽ hướng ống kính về hệ sao TRAPPIST-1, một hệ sao có đến 7 hành tinh giống Trái Đất. Các nhà khoa học gần như chắc chắn rằng ít nhất một trong số chúng có thể có sự sống, đó là TRAPPIST-1e. Hành tinh này có kích thước tương đương Trái Đất và nằm trong vùng có thể sinh sống được của hệ sao. Điều thú vị là hành tinh này chỉ cách chúng ta 39 năm ánh sáng, một khoảng cách tương đối gần, và JWST hoàn toàn có khả năng phát hiện các dấu hiệu của sự sống nếu có.
JWST Hoạt Động Như Thế Nào Trong Việc Tìm Kiếm Sự Sống Ngoài Hành Tinh?
Mặc dù không được thiết kế đặc biệt cho việc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh, JWST có khả năng thực hiện nhiệm vụ này nhờ vào sức mạnh vượt trội của nó. Đối với các hành tinh ở xa như WASP-96b, JWST nghiên cứu chúng khi chúng đi qua phía trước ngôi sao mẹ. Bằng cách thu ánh sáng ngôi sao lọc qua bầu khí quyển của hành tinh, các nhà khoa học có thể xác định thành phần của bầu khí quyển đó.
Đối với các hành tinh gần hơn, JWST có thể quan sát kỹ hơn các thay đổi về carbon dioxide, methane, hơi nước, những dấu hiệu mạnh mẽ của sự sống. Bên cạnh đó, JWST còn được hỗ trợ bởi ba hệ thống kính thiên văn mặt đất mạnh mẽ khác.
Ba Hệ Thống Kính Thiên Văn Mặt Đất Hỗ Trợ
- Kính Thiên Văn Magellan Khổng Lồ (Giant Magellan Telescope): Dự kiến hoàn thành vào năm 2025 tại Chile, kính thiên văn này có độ phân giải tương đương gương 24,5m, với diện tích thu sáng tương đương gương 22m (khoảng 368 mét vuông). Nó có khả năng nhìn thấy các chi tiết trên một đồng xu từ khoảng cách 160km. Kính thiên văn Magellan có độ phân giải gấp 10 lần so với Kính viễn vọng không gian Hubble và lớn hơn gấp 4 lần so với JWST.
- Kính Thiên Văn Ba Mươi Mét (Thirty Meter Telescope): Đây sẽ là một trong những kính thiên văn mạnh nhất thế giới, có khả năng quét bầu trời ở nhiều bước sóng khác nhau, từ tia cực tím đến vùng hồng ngoại giữa. Gương chính của nó có đường kính 30 mét, cho phép kính thiên văn thu ánh sáng gấp 9 lần so với Hubble. Kính thiên văn này có khả năng quan sát các vật thể rất xa và mờ nhạt, giúp các nhà thiên văn học nhìn thấy rìa của vũ trụ quan sát được.
- Kính Thiên Văn Cực Lớn Châu Âu (European Extremely Large Telescope): Do Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Châu Âu (ESO) phát triển, kính thiên văn này được xây dựng trên đỉnh núi Cerro Armazones ở sa mạc Atacama, miền bắc Chile. Gương chính của nó có đường kính 39,3 mét, được tạo thành từ nhiều mảnh nhỏ. Nó được hỗ trợ bởi quang học thích ứng và nhiều bộ thu điện từ. Kính thiên văn này cho phép quan sát các giai đoạn đầu trong quá trình hình thành các hệ hành tinh và xác định nước và các phân tử hữu cơ có trong các đĩa tiền hành tinh.
Sự kết hợp giữa kính viễn vọng không gian và kính thiên văn mặt đất sẽ giúp các nhà khoa học có cái nhìn toàn diện về vũ trụ. Kính viễn vọng không gian thường có trường nhìn rộng, chủ yếu dùng để sàng lọc, trong khi kính thiên văn mặt đất với kích thước lớn sẽ tiếp tục công việc nghiên cứu chuyên sâu.
So Sánh JWST và Hubble: Sức Mạnh Vượt Trội
JWST hiện cách Trái Đất 1,5 triệu km, nằm tại điểm Lagrange thứ 2. Khoảng cách này gấp 4 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, trong khi Hubble chỉ cách mặt đất khoảng 547 km. JWST sử dụng cùng dải tần số với dịch vụ Internet vệ tinh để gửi dữ liệu về Trái Đất.
Để thấy rõ sức mạnh của JWST, ta có thể so sánh hình ảnh mà nó chụp được với hình ảnh tương tự do Hubble chụp trước đây. Hình ảnh cụm thiên hà NGC 3324 trong tinh vân Carina do JWST công bố vào ngày 12 tháng 7 cho thấy các chi tiết rõ nét và sắc nét hơn nhiều so với hình ảnh tương tự do Hubble chụp năm 2008. Kết cấu của tinh vân được thể hiện rõ ràng, với sự xuất hiện của các ngôi sao nhỏ, có thể nhìn thấy ngay cả khi phóng to hình ảnh. Màu sắc của hai kính thiên văn cũng khác nhau.
Sự khác biệt này là do lượng dữ liệu thu thập được và độ phân giải cao hơn của hình ảnh gốc từ JWST. Về lý thuyết, hình ảnh từ JWST có độ chi tiết gấp 5 lần so với Hubble. Tuy nhiên, trong thực tế, JWST mạnh hơn nhiều, với lượng dữ liệu gửi về có thể gấp 25 lần, từ khoảng cách xa hơn Hubble gấp 3.000 lần.
Kết luận
Kính viễn vọng James Webb không chỉ mở ra một kỷ nguyên mới trong việc khám phá vũ trụ mà còn mang lại hy vọng lớn trong việc tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh. Với những công nghệ tiên tiến và sự hỗ trợ của các kính thiên văn mặt đất, chúng ta đang tiến gần hơn bao giờ hết đến việc trả lời câu hỏi lớn nhất của nhân loại: Liệu chúng ta có đơn độc trong vũ trụ? Những khám phá tiếp theo từ JWST chắc chắn sẽ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó.