Cách đây đúng một năm, các nhà thiên văn học đã công bố những hình ảnh khoa học đầu tiên được thực hiện bằng kính viễn vọng James Webb, gây ra sự phấn khích cho nhiều người.
Những tháng tiếp theo cũng mang đến những bức ảnh mang tính cách mạng về bầu trời, mỗi bức ảnh đều đẩy lùi ranh giới hiểu biết của chúng ta về thiên văn học, làm phong phú thêm hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.
Bạn không có ấn tượng rằng dần dần chúng ta ngày càng ít đề cập đến kính thiên văn Hubble hơn, và chủ yếu nhận được những thông điệp mới liên quan đến các quan sát của James Webb? Đây chỉ là một ấn tượng. Nhưng thực tế là Kính viễn vọng Không gian Hubble không chụp ảnh ở độ phân giải tốt nhất và đôi khi bị mờ hoàn toàn, vì vậy những bức ảnh mang tính biểu tượng (Tinh vân Keel, Trụ cột Sáng tạo, vùng hình thành sao trong Đám mây Magellan Nhỏ) giờ đây sẽ không còn nữa. được tốt hơn nhiều. Rốt cuộc, đã đến lúc cho các dự án hoàn toàn mới, bao gồm cả các quan sát sâu không gian. Do đó, người ta có thể viết không ngừng về công việc của kính thiên văn James Webb. Tất nhiên, điều này không có nghĩa là Hubble đã ra đi, ông ấy vẫn đang làm việc anh dũng trong không gian, nhưng đã đến lúc cho người kế nhiệm ông ấy.
Tất cả chúng ta đều nhớ bức ảnh về kính viễn vọng của James Webb trong phòng trên mặt đất với tấm che năng lượng mặt trời được triển khai, hiệu quả của nó phụ thuộc vào vị trí của nó trên quỹ đạo quanh điểm L2. Và bây giờ anh ấy đang ở đâu đó trong vũ trụ sâu thẳm để nghiên cứu vũ trụ và chụp ảnh những vật thể thú vị.
Đọc thêm: Dịch chuyển từ quan điểm khoa học và tương lai của nó
Kính viễn vọng không gian mới sẽ sớm xuất hiện, nhưng Webb sẽ vẫn là tốt nhất
Webb (chính thức là JWST hoặc Kính viễn vọng Không gian James Webb) trong vài tháng nữa sẽ nhận được một người bạn đồng hành khác trong quỹ đạo lân cận quanh L2, cách Trái đất 1,5 triệu km - kính viễn vọng Euclid để khảo sát bầu trời quy mô lớn, sẽ tìm kiếm các dấu hiệu của sự tồn tại của năng lượng tối và vật chất tối Vài năm sau, kính viễn vọng Euclid sẽ được tham gia bởi một kính thiên văn khác - Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman - em song sinh của Hubble), sẽ đi vào quỹ đạo Trái đất. Tuy nhiên, James Webb từ lâu sẽ vẫn là kính viễn vọng không gian lớn nhất, với khả năng tốt nhất để xem chi tiết của cả vũ trụ gần nhất (Hệ Mặt trời) và các góc xa nhất của vũ trụ.
Cuối năm nay sẽ đánh dấu một lễ kỷ niệm đặc biệt khác — 30 năm kể từ "ca phẫu thuật mắt" của Hubble, việc lắp đặt một dụng cụ sửa hình ảnh mờ do một chiếc gương được đánh bóng không đúng cách tạo ra. Việc này được thực hiện vào tháng 1993 năm , hơn ba năm sau khi chiếc kính thiên văn này được phóng lên quỹ đạo.
Kính viễn vọng của James Webb không gặp vấn đề như vậy và hiệu suất của các thiết bị của ông vượt quá mong đợi của các nhà thiên văn học. Đúng vậy, các nhà khoa học và kỹ sư đã có một năm trải qua một số thời điểm căng thẳng ban đầu, vì một số yếu tố liên quan đến thiết bị MIRI để quan sát trong phạm vi hồng ngoại trung bình đã hai lần bị lỗi (vào mùa hè năm 2022 và mùa xuân năm 2023). Giống như thiết bị NIRISS (mùa đông năm 2023), có sự cố do tia vũ trụ gây ra.
Tuy nhiên, khoản đầu tư vào James Webb đã được đền đáp xứng đáng. Kính viễn vọng, theo dữ liệu chính thức, có giá 10 tỷ đô la. Ví dụ, số tiền này có thể được so sánh với 13 tỷ đô la chi phí đóng tàu sân bay hiện đại nhất trong hạm đội Hoa Kỳ - USS Gerald R. Ford. Đó không phải là một phép so sánh hoàn hảo, nhưng nó cho thấy giá trị của đồng tiền khác nhau như thế nào trong thiên văn học và công nghệ quân sự.
Đọc thêm:
- Quan sát Hành tinh Đỏ: Lịch sử Ảo ảnh về Sao Hỏa
- Các nhiệm vụ không gian có người lái: Tại sao việc quay trở lại Trái đất vẫn là một vấn đề?
12 tháng quan sát bằng kính thiên văn đã mang lại những gì?
Bạn có thể đọc thêm về kính viễn vọng, cách nó được chế tạo, bí mật của nó, những tranh cãi liên quan đến cái tên trong các văn bản trước đây của chúng tôi. Nhưng đã đến lúc tổng hợp kết quả của năm quan sát, làm nổi bật những khám phá thú vị nhất và cho thấy tác động của chúng đối với thiên văn học.
Những lợi thế mà Webb mang lại cho các nhà thiên văn học là khả năng nhìn thấy các vật thể đã biết với độ phân giải thậm chí còn cao hơn và xem những gì trước đây chúng ta không chú ý. Do đó, các nhà thiên văn học đã nhận được rất nhiều dữ liệu cho phép họ cải thiện các lý thuyết hiện có hoặc tạo ra những lý thuyết mới. Mặc dù nghe có vẻ rất tầm thường, nhưng thành tựu của Webb đòi hỏi sự hợp tác của các kỹ sư và nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới.
Dưới đây chúng tôi trình bày một bộ sưu tập các hình ảnh thú vị nhất từ kính thiên văn James Webb, nhận được cho đến nay sau 12 tháng quan sát.
Cũng thú vị: Terraforming Mars: Liệu Hành tinh Đỏ có thể biến thành một Trái đất mới?
Webb nghiên cứu cái gì? Từ tiểu hành tinh gần nhất đến lỗ đen xa nhất
Các quan sát so sánh đầu tiên cho thấy giá trị của việc có thể nhìn thấy vũ trụ đồng thời trong phạm vi cận hồng ngoại và trong phạm vi hồng ngoại trung bình, nơi bạn có thể nhìn thấy các cấu trúc lạnh hơn, hầu như không nhìn thấy được. Chúng ta không chỉ nói về các Trụ cột Sáng tạo mang tính biểu tượng mà còn về việc quan sát các vật thể trong Hệ Mặt trời. Kính viễn vọng James Webb đã khám phá Sao Mộc và Sao Thổ, cung cấp những hình ảnh đẹp nhất về các vành đai bụi của Sao Hải Vương, cũng như Sao Thiên Vương và nhiều mặt trăng của nó. Cách kính viễn vọng Webb nhìn thấy Sao Thiên Vương và các vành đai của nó có thể được nhìn thấy trong hình ảnh mở rộng với các vệ tinh lớn nhất được đánh dấu:
Ngoài các hành tinh, kính viễn vọng James Webb cũng nhắm mục tiêu đến các mặt trăng của Sao Thổ, bao gồm bề mặt và các đám mây của Titan và Enceladus băng giá, nơi phát thải băng, hơi nước và các hợp chất hữu cơ tạo nên thorium xung quanh hành tinh được nhìn thấy rất rõ.
Webb cũng cho phép các nhà khoa học quan sát tàu thăm dò DART va chạm với tiểu hành tinh Dimorphos vào mùa thu năm ngoái và năm nay đã giúp xác nhận sự tồn tại của một loại sao chổi đặc biệt hiếm có nguồn gốc từ vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Các tiểu hành tinh nhỏ nhất mà Webb quan sát được trong khu vực đó có đường kính khoảng 100 m.
Chúng tôi quan tâm đến việc quan sát Sao chổi Đọc bằng kính viễn vọng Webb. Nó rất thú vị đối với các nhà thiên văn vì nó chứa nước. Mặc dù điều đó không nên xảy ra, do quỹ đạo của sao chổi trong vành đai tiểu hành tinh, gần Mặt trời hơn nhiều so với quỹ đạo của các sao chổi ngoài Sao Hải Vương. Có những hình dung và kết luận trên các phương tiện truyền thông thậm chí còn ấn tượng hơn, nhưng các nhà thiên văn hài lòng với một sơ đồ như trong hình trên.
Các nhà thiên văn học cũng hướng kính viễn vọng vào các hành tinh ngoài hệ mặt trời. Vào tháng 1, kính viễn vọng Webb đã phát hiện ra hành tinh đầu tiên như vậy, trông giống Trái đất, mặc dù nó quay quanh mặt trời của nó theo một quỹ đạo rất hẹp với chu kỳ hai ngày. Với các quan sát hồng ngoại, James Webb đã có thể đo nhiệt độ trên bề mặt của hành tinh đá Trappist-1256 b và quan sát đĩa bụi xung quanh ngôi sao trẻ AU Microscopii, ngôi sao đang trải qua quá trình tiến hóa năng động sau khi hình thành hành tinh. Mỗi quan sát này tự hào có độ phân giải dữ liệu tốt nhất. Máy quang phổ của Webb cũng phát hiện ra bầu khí quyển hành tinh bất thường, chẳng hạn như bầu khí quyển silicat xung quanh hành tinh VHS b.
Đám mây phân tử Chamaeleon I trông rất ấn tượng trong bức ảnh:
Đối với các ngôi sao, kính viễn vọng Webb có thể tiếp cận các khu vực nơi các ngôi sao trẻ sẽ hình thành trong tương lai, chẳng hạn như đám mây phân tử Chamaeleon I, nơi băng đã được phát hiện, cũng như nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp cho thấy sự hình thành của các hành tinh xung quanh các ngôi sao. mà trong tương lai có thể là khởi đầu của một cuộc sống phát triển. Trong tinh vân Orion, cách xa 1350 năm ánh sáng, kính viễn vọng James Webb đã phát hiện ra hợp chất phức tạp nhất, cation metyl, điểm khởi đầu cho sự hình thành các dạng carbon phức tạp.
Đây là khu vực của Tinh vân Orion trông như thế nào, nơi các nhà quang phổ học đã phát hiện ra hạt carbon phức tạp nhất được biết đến bên ngoài Hệ Mặt trời. Hình ảnh từ NIRCam (hồng ngoại gần) và MIRI (hồng ngoại trung bình):
Cùng với việc quan sát các giai đoạn đầu của quá trình hình thành sao, chẳng hạn như L1527, kính viễn vọng Webb cũng quan sát các giai đoạn cuối cùng trong vòng đời của các ngôi sao, chẳng hạn như Wolf-Rayet 124 nóng và nặng, sẽ trở thành siêu tân tinh trong tương lai. Trong cả hai trường hợp, các chi tiết vô hình trước đây của các đối tượng này đã được ghi lại.
Chỉ cần nhìn vào những bức ảnh tuyệt vời này, bên trái là sự hình thành, sự ra đời của một ngôi sao và bên phải là giai đoạn cuối cùng trong cuộc đời của một ngôi sao già:
Nhờ thiết bị hồng ngoại trung bình của MIRI, tàn dư của siêu tân tinh Cassiopeia A cũng có thể được nhìn thấy trong số rất nhiều hình ảnh đẹp Mặc dù chúng đã được nhìn thấy nhiều lần trước đây nhưng chính kính viễn vọng Webb đã tạo ra những hình ảnh rõ ràng hơn nhiều. Và điều này sẽ giúp hiểu thêm về các quá trình dẫn đến vụ nổ siêu tân tinh, bởi vì chúng tạo thành vật chất tương tự như vật chất mà Trái đất đã từng được hình thành.
Hãy xem kính viễn vọng đã nhìn thấy Cassiopeia A như thế nào. Nhân tiện, có thể nhìn thấy tinh vân này bằng máy ảnh hồng ngoại trung bình của MIRI.
Hệ Mặt trời, các vật thể thuộc Dải Ngân hà là khu vực quan sát gần nhất của kính viễn vọng Webb. Trong năm qua, kính viễn vọng cũng đã quan sát các thiên hà khác, xa hơn nhiều, chẳng hạn như Andromeda và Đám mây Magellan. Và những nơi bạn có thể quan sát rõ ràng các chi tiết, chẳng hạn như các làn bụi trong thiên hà NGC 1433, cách chúng ta 46 triệu năm ánh sáng và phân tích sự tiến hóa của các cụm sao dựa trên các quan sát. Và những thứ ở khoảng cách hàng tỷ năm ánh sáng với chúng ta, chỉ có thể quan sát được bóng và thành phần chung của chúng.
Những bức ảnh thực sự sắc nét cho phép chúng ta nhìn thấy chi tiết cấu trúc bụi của thiên hà NGC1433 trong dải hồng ngoại trung bình. Hình ảnh được chụp như một phần của dự án PHANGS (Vật lý độ phân giải góc cao trong các thiên hà lân cận).
Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp sau, phạm vi của Webb vẫn tốt hơn bất kỳ nhạc cụ nào hiện có cho chúng ta ngày nay. Chính công cụ hiện đại này cho phép chúng tôi hiển thị các cấu trúc mà chúng tôi chưa từng thấy trước đây.
Chúng bao gồm các cụm thiên hà có nguồn gốc từ vũ trụ sơ khai, các thiên hà trẻ chỉ đang thu thập vật chất từ siêu tân tinh đầu tiên của chúng, và xa nhất và là một trong những thiên hà sớm nhất trong vũ trụ (300–500 triệu năm sau Vụ nổ lớn). Đây là những cấu trúc trong đó các ngôi sao được hình thành mạnh mẽ và đã tồn tại khi không gian giữa các thiên hà chứa đầy vật chất chưa bị ion hóa hoàn toàn. Giai đoạn này, khi vũ trụ dần trở nên trong suốt với ánh sáng, chúng ta quan sát thấy trong các bức ảnh do kính viễn vọng James Webb chụp.
Khi quan sát những vật thể ở xa nhất này, Webb cũng được hỗ trợ bởi tự nhiên, hay chính xác hơn là hiện tượng thấu kính. Ví dụ hoàn hảo nhất về điều này là hình ảnh của siêu đám Pandora (hay Abell 2744), chứa vô số thiên hà thấu kính khi vũ trụ đã vài trăm triệu năm tuổi. So với kính viễn vọng Hubble, có thể thu được hình ảnh về không gian sâu thẳm từ hơn 50 nguồn sáng với thời gian phơi sáng kéo dài vài giờ thay vì vài ngày. Đây là một gia tốc quan sát rất lớn.
Kính viễn vọng James Webb đã chụp được siêu đám thiên hà Pandora trong các bức ảnh. Trong trường hợp thấu kính hấp dẫn, ngay cả sự gia tăng độ phân giải nhỏ nhất cũng là vô giá để lập mô hình hiện tượng và ước tính khoảng cách thực tế của các thiên hà được thấu kính.
Nhờ có thể quan sát các nhóm vật thể ban đầu như vậy, Webb đã có thể phát hiện ra các hạt cấu trúc vũ trụ. Nó bao gồm các cụm thiên hà nằm trong không gian, được ngăn cách bởi các khoảng trống (tuy nhiên, trên thực tế, đây không phải là những vùng không có vật chất). Những nghiên cứu này được thực hiện như một phần của dự án Khoa học phát hành sớm tiến hóa vũ trụ (CEERS), giúp quan sát lỗ đen lâu đời nhất, đã tồn tại 570 triệu năm sau khi vũ trụ của chúng ta hình thành.
Việc quan sát các lỗ đen ở xa tại trung tâm các thiên hà được thực hiện bằng công nghệ khẩu độ vi mô, độ dày gấp vài lần sợi tóc người, có thể mở và đóng. Điều này cho phép Webb quan sát quang phổ của tối đa 100 thiên hà cùng lúc, giúp tăng tốc đáng kể công việc và cung cấp cho các nhà thiên văn lượng dữ liệu khổng lồ, phần lớn trong số đó vẫn chưa được phân tích.
Quang phổ của một số thiên hà thu được đồng thời bằng công nghệ vi khẩu độ. Nó có vẻ không thú vị lắm đối với người nghiệp dư, nhưng các nhà thiên văn học có thể viết cả một cuốn sách chỉ dựa trên bức tranh này.
Dưới đây là hành trình 290D đến thiên hà Maisie, tồn tại khi vũ trụ mới 5000 triệu năm tuổi. Nó cho thấy sự khác biệt về khoảng cách lên tới 200 thiên hà trong phần nhỏ của bầu trời mà CEERS quan sát được. Di chuyển từ thiên hà gần nhất đến Maisie, chúng ta quay ngược thời gian triệu năm.
Cũng thú vị:
- Ủy ban châu Âu có kế hoạch đặt một trung tâm xử lý dữ liệu trong không gian
- Trung Quốc hoàn thành xây dựng trạm vũ trụ Tiangong
Ảnh kỷ niệm - Vùng hình thành sao Rho Ophiuchi
"Vào ngày kỷ niệm đầu tiên, Kính viễn vọng Không gian James Webb đã thực hiện lời hứa mở ra vũ trụ, mang đến cho nhân loại một kho tàng hình ảnh và khoa học hấp dẫn sẽ tồn tại trong nhiều thập kỷ", Nicola Fox, nhà khoa học trưởng của NASA, tổng kết về lễ kỷ niệm đầu tiên. của các quan sát. Và thật khó để không đồng ý với những lời này.
Nhân dịp kỷ niệm, kính viễn vọng Webb đã chụp ảnh vùng hình thành sao Ro Ophiuchus, một trong những vùng sáng nhất của Dải Ngân hà. Nhiều ngôi sao ở đó vừa mới hình thành và ẩn mình trong những đám mây bụi chiếm ưu thế trong vùng màu vàng cam của bức ảnh. Ngoại trừ một ngôi sao có thể tỏa sáng qua lớp bụi, phần còn lại là khoảng 50 ngôi sao tương tự hoặc nhỏ hơn Mặt trời.
Những ngôi sao được sinh ra bằng cách nào đó được tiết lộ trước mắt chúng ta vào thời điểm khi chúng tỏa sáng lần đầu tiên, chúng bắt đầu phân tán vật chất xung quanh.
Điều này có thể được nhìn thấy trong hình ảnh dưới dạng các tia (vệt) màu đỏ và tím của hydro phân tử tỏa ra theo hai hướng từ vị trí của các ngôi sao. Nhờ có kính viễn vọng James Webb, lần đầu tiên người ta đã quan sát thấy một số lượng lớn các tia chồng lên nhau như vậy ở khu vực này.
Tinh vân Rho Ophiuchus nằm cách chúng ta 390 năm ánh sáng trong chòm sao Xà Phu. Quan sát nó bằng thiết bị nghiệp dư yêu cầu chụp ảnh phơi sáng lâu, nhưng bạn có thể thử tìm một ngôi sao gần đó có cùng tên với tinh vân mà không cần máy ảnh. Độ sáng của nó là 4,6 độ. Điều này có nghĩa là nó có thể được nhìn thấy xa khỏi ánh đèn thành phố với khả năng hiển thị tốt ngay cả bằng mắt thường. Và nếu không phải bằng mắt thường, thì chắc chắn là bằng ống nhòm.
Trong những điều kiện khó khăn hơn, chúng ta phải quan sát ngôi sao Antares trong chòm sao Bọ Cạp, cũng nằm gần đó trong tinh vân. Mùa hè là thời điểm tốt nhất để quan sát những vật thể này ở Ukraine, vì khi đó chúng có thể nhìn thấy thấp trên đường chân trời phía nam.
Và kính viễn vọng James Webb tiếp tục hành trình xuyên vũ trụ, nghiên cứu các ngôi sao, cụm và tinh vân mới. Anh ta sẽ có thể nhìn vào quá khứ của Vũ trụ, tìm hiểu cách các ngôi sao và hành tinh được sinh ra, điều này sẽ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn gốc của hành tinh Trái đất của chúng ta.
Cũng thú vị: