JWST đã cách mạng hóa ngành thiên văn học như thế nào

Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) được phóng lên vũ trụ vào ngày 25/12/2021. Đây là đài quan sát không gian đắt nhất và phức tạp nhất mà loài người từng chế tạo. Các nhà thiên văn học nín thở khi cỗ máy trị giá 10 tỷ USD trải qua quá trình phóng và triển khai hệ thống thiết bị phức tạp kéo dài 6 tháng trong không gian, tiềm ẩn hàng trăm sự cố có thể khiến JWST hư hỏng nghiêm trọng.

Nhưng đài thiên văn đã hoạt động hoàn hảo. Chỉ trong vài tháng quan sát, JWST đã mang đến những hiểu biết mới về các thiên thể, từ các hành tinh trong Hệ Mặt trời cho đến các ngôi sao và thiên hà xa xôi trong vũ trụ. Và tất cả những phát hiện này chỉ là bước đầu trong hoạt động JWST.

Bên cạnh đó, có những tranh luận xung quanh tên gọi của JWST và liệu có nên cho phép truy cập mở dữ liệu của kính viễn vọng hay không.

Vào ngày 9/12, các nhà khoa học đã có thể khẳng định JWST đã chỉ ra được 2 thiên hà xa nhất mà con người từng quan sát.

Ở những vùng gần hơn, JWST đem lại hiểu biết mới về sự hình thành và tiến hóa của sao, nhờ vào độ phân giải cao và tầm nhìn hồng ngoại. "So với những gì chúng ta có thể nhìn thấy bằng Hubble, những chi tiết mà từ JWST thật đáng kinh ngạc", Lamiya Mowla, nhà thiên văn học tại Đại học Toronto, Canada, cho biết. Nhờ độ phân giải cao, nhóm Mowla đã phát hiện ra những ánh sáng lấp lánh sáng xung quanh một thiên hà mà họ đặt tên là Sparkler. Những tia lấp lánh đó hóa ra là các cụm sao lâu đời nhất từng được phát hiện.

JWST cũng khởi nguồn cho một loạt các khám phá khác về bầu khí quyển của các ngoại hành tinh (hành tinh ngoài Hệ Mặt trời) nhờ khả năng quan sát với độ chi tiết chưa từng có. Chẳng hạn, khi các nhà khoa học xem dữ liệu JWST ghi lại về ngoại hành tinh WASP-39b, các tín hiệu từ một loạt các hợp chất, chẳng hạn như nước, xuất hiện rõ ràng. Họ đang tiếp tục theo dõi dữ liệu về các ngoại hành tinh khác, bao gồm 7 hành tinh có kích thước bằng Trái đất quay quanh ngôi sao TRAPPIST-1. Kết quả ban đầu cho thấy JWST có thể phân tích bầu khí quyển các hành tinh này, mặc dù việc phân tích dữ liệu sẽ mất nhiều thời gian, Mercedes López-Morales, nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard & Smithsonian ở Cambridge, Massachusett, cho biết.

Kính viễn vọng cũng đã chứng minh khả năng nghiên cứu các vật thể trong vùng lân cận Trái đất. Tại một hội nghị chuyên đề, nhà thiên văn học Geronimo Villanueva tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, đã trình chiếu những hình ảnh mới về Mặt trăng Enceladus xoay quanh sao Thổ. Các nhà khoa học biết rằng Enceladus có một đại dương bị chôn vùi, nước đôi khi phun ra từ các vết nứt trên lớp vỏ băng giá của nó, nhưng JWST tiết lộ rằng chùm nước phun lên có thể bao phủ toàn bộ mặt trăng này.

Ngoài ra, các kỹ sư cũng đã tìm ra cách để JWST theo dõi các vật thể chuyển động nhanh, chẳng hạn như các hành tinh trong Hệ Mặt trời, chính xác hơn nhiều so với dự kiến. Naomi Rowe-Gurney, nhà thiên văn học cũng tại Goddard, cho biết cải tiến này đã dẫn đến những nghiên cứu mới, chẳng hạn như quan sát vụ tàu vũ trụ DART đâm vào một tiểu hành tinh hồi tháng 9.

Tất cả những khám phá này mới chỉ là bước đầu của những gì JWST sẽ mang lại cho ngành thiên văn học. “Còn quá sớm để thực sự có một bức tranh toàn cảnh về tác động cuối cùng của nó. Các nhà nghiên cứu mới bắt đầu nhận ra sức mạnh của JWST, chẳng hạn như khả năng thăm dò các chi tiết trong quang phổ ánh sáng từ các vật thể thiên văn", theo Klaus Pontoppidan, nhà khoa học dự án JWST tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian.