Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã làm giới khoa học và công chúng phải kinh ngạc với những hình ảnh đầu tiên được gửi về. Một trong số đó, bức ảnh chụp một ngôi sao màu cam lấp lánh, sắc nét đến mức tưởng chừng như đã vượt qua giới hạn của các định luật vật lý. Hình ảnh này không chỉ cho thấy sự chính xác tuyệt đối trong việc căn chỉnh 18 gương riêng lẻ của kính thiên văn, mà còn mở ra một kỷ nguyên mới trong việc khám phá vũ trụ.
Hình Ảnh Đầu Tiên Gây Ấn Tượng Mạnh Mẽ
Bức ảnh đầu tiên của JWST chụp ngôi sao có tên 2MASS J17554042+6551277, cách chúng ta khoảng 2.000 năm ánh sáng. Sử dụng bộ lọc màu đỏ để tăng độ tương phản, bức ảnh không chỉ làm nổi bật ngôi sao mà còn cho thấy vô số ngôi sao và thiên hà xa xôi khác ẩn mình trong nền đen của không gian. Lee Feinberg, kỹ sư của dự án JWST, cho biết: “Chúng ta không chỉ thấy ngôi sao và các gai nhiễu xạ, mà còn thấy các ngôi sao khác trong trường tập trung, và nhiều cấu trúc thú vị khác ở phía sau. Phân tích chi tiết cho thấy hiệu suất của kính thiên văn tốt hơn cả những dự đoán lạc quan nhất của chúng tôi.”
Gương Kính “Khổng Lồ” và Công Nghệ Căn Chỉnh Nano
NASA cho biết, hình ảnh này là kết quả của giai đoạn “phân kỳ tốt” trong quá trình căn chỉnh gương. Kỹ sư Feinberg đã dẫn dắt dự án điều chỉnh 18 gương beryllium hình lục giác để chúng hoạt động như một gương lục giác duy nhất, có đường kính 6,5 mét. Thiết kế này cho phép hệ thống gương có thể gấp gọn, vừa với khoang tên lửa trong quá trình phóng. Khác với kính viễn vọng Hubble chỉ có một gương chính đường kính 2,4 mét, JWST sở hữu một “con mắt” lớn hơn nhiều, giúp thu thập ánh sáng hiệu quả hơn.
Một trong những hình ảnh đầu tiên từ JWST cho thấy 18 ảnh của cùng một ngôi sao, mỗi ảnh từ một gương riêng lẻ. Sau đó, các ảnh này được căn chỉnh với độ chính xác đến từng nanomet và ghép lại thành một hình ảnh sắc nét. Khi ánh sáng đi qua một thấu kính, nó tạo ra một hình ảnh trung tâm và các vòng nhiễu xạ xung quanh. Giới hạn nhiễu xạ, phụ thuộc vào bước sóng, công suất thấu kính và khoảng cách đến vật thể, cho biết mức độ gần nhau tối đa của hai vật thể mà kính viễn vọng có thể phân biệt được. Hình ảnh thử nghiệm mới nhất cho thấy JWST vượt trội hơn cả Hubble về khả năng này.
Mang Vũ Trụ “Vô Hình” Đến Gần Chúng Ta
Jane Rigby, nhà khoa học dự án vận hành của JWST, cho biết: “Những hình ảnh kỹ thuật mà chúng ta thấy hôm nay sắc nét như những hình ảnh mà Hubble có thể chụp được, nhưng ở bước sóng ánh sáng hoàn toàn vô hình đối với Hubble. Điều này có nghĩa là chúng ta đang mang vũ trụ vô hình đến gần hơn bao giờ hết.”
Giai đoạn tiếp theo của dự án sẽ tập trung vào việc tinh chỉnh thêm sự căn chỉnh và đưa các thiết bị khác của kính thiên văn vào hoạt động. Các thiết bị này bao gồm: Máy quang phổ cận hồng ngoại (NIRSpec) để phân tích quang phổ ánh sáng từ các vật thể xa xôi; Thiết bị hồng ngoại tầm trung (MIRI) vừa là máy ảnh vừa là máy quang phổ, có khả năng ghi lại hình ảnh ở các bước sóng mà mắt người không nhìn thấy; và Máy chụp ảnh cận hồng ngoại (NIRCam), cùng Máy quang phổ không khe hở (NIRISS), những thiết bị được thiết kế để tìm kiếm và khảo sát các hành tinh ngoài hệ mặt trời.
Các nhà khoa học tin rằng họ đang ở giai đoạn cuối của việc hoàn thiện hệ thống quang học của kính thiên văn. Sau hai tháng chuẩn bị thiết bị, JWST sẽ bắt đầu chụp ảnh và thu thập dữ liệu khoa học có độ phân giải cao đầu tiên vào mùa hè này.
Một Bước Tiến Quan Trọng Trong Khám Phá Vũ Trụ
Với giá trị lên đến 10 tỷ đô la, Kính viễn vọng không gian James Webb là sự hợp tác giữa NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA). Nó được đặt theo tên của cựu quản trị viên NASA, James E. Webb, người đã lãnh đạo cơ quan này trong các chương trình không gian Mercury, Gemini và phần lớn chương trình Apollo.
JWST được phóng vào ngày 25 tháng 12 năm 2021, sau nhiều năm trì hoãn kỹ thuật. Đến cuối tháng 1 năm nay, nó đã đến điểm Lagrange L2 của hệ Mặt Trời – Trái Đất, cách chúng ta khoảng 1,5 triệu km. Điểm Lagrange là điểm mà lực hấp dẫn kết hợp của hai vật thể lớn, ví dụ như Trái Đất và Mặt Trời, hoặc Trái Đất và Mặt Trăng, cân bằng với lực ly tâm của một vật thể nhỏ thứ ba. Tương tác của các lực tạo ra một điểm cân bằng, nơi tàu vũ trụ có thể “neo đậu” để quan sát. Các điểm này được đặt theo tên của nhà toán học thế kỷ 18 Joseph-Louis Lagrange.
Các nhà khoa học kỳ vọng JWST có thể chụp ảnh các vật thể ở khoảng cách xa gấp 100 lần so với khả năng của Kính viễn vọng không gian Hubble và sẽ hoạt động trong 10 đến 20 năm, cho đến khi các động cơ giữ kính thiên văn ở đúng vị trí hết nhiên liệu.
Kết Luận
Những hình ảnh đầu tiên từ Kính viễn vọng không gian James Webb không chỉ gây ấn tượng mạnh mẽ về mặt thị giác mà còn chứng minh khả năng vượt trội của nó so với các thế hệ kính thiên văn trước đó. Với công nghệ tiên tiến và độ chính xác tuyệt đối, JWST hứa hẹn sẽ mang đến những khám phá đột phá về vũ trụ, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn gốc và sự phát triển của nó. Chúng ta hãy cùng chờ đón những dữ liệu khoa học quý giá mà JWST sẽ mang lại trong tương lai.