Gửi bình luận
Điều gì tạo nên khác biệt rõ ràng này và khiến cho JWST trở nên quá đặc biệt? Tôi đã nhận được câu hỏi này nhiều lần trong từ trước khi chiếc kính này được đưa vào không gian cho tới tận sau khi những hình ảnh đầu tiên của nó đã được gửi về, và tôi nghĩ đây cũng là một dịp tuyệt vời để người yêu khoa học hiểu hơn một chút về cách mà các nhà thiên văn nhìn vào vũ trụ.
NASA cho biết họ không thích gọi Webb là người thay thế Hubble như cách mà nhiều người vẫn dùng. Họ thích gọi nó là "kế nhiệm", vì với cùng những nhiệm vụ tương tự Hubble, nhưng nó sẽ đẩy mọi thứ đi xa hơn rất nhiều và ngay cả phương thức cũng khác so với Hubble.
Về mặt kỹ thuật, không tính tới kích thước của gương và độ phân giải của các camera - những thứ đương nhiên phải có chất lượng cao hơn do tốc độ phát triển công nghệ, có hai khác biệt rất quan trọng giữa Webb và Hubble.
Hubble là kính thiên văn quang học. Nó quan sát chính xác những gì chúng ta nhìn thấy, có nghĩa là dải sóng điện từ có bước sóng tương ứng với ánh sáng biểu kiến. Ngoài ra, dải bước sóng của nó có lấn một chút sang dải tử ngoại và dải hồng ngoại - nhưng không nhiều.
Trong khi đó, James Webb sẽ cho chúng ta một cái nhìn trải dài từ một phần của dải biểu kiến cho tới một phần đáng kể của dải hồng ngoại, từ 0,6 tới 28 micromet). Một cách chính xác thì nó là một kính thiên văn hồng ngoại. Bạn sẽ không thể "nhìn" được những hình ảnh mà nó nhìn thấy và chụp được. Những hình ảnh mà bạn đã và sẽ thấy với đầy màu sắc sẽ là những ảnh đã được xử lý qua những phần mềm trong đó người ta cho các bước sóng hồng ngoại được hiển thị dưới dạng màu sắc mà thôi.
Quan sát ở bước sóng hồng ngoại rất quan trọng. Do sự giãn nở của vũ trụ, ánh sáng biểu kiến và tử ngoại từ những thiên hà ở rất xa bị kéo giãn ra do hiệu ứng Doppler, khiến chúng trở thành bức xạ hồng ngoại. Và như vậy cần quan sát vũ trụ ở dải sóng này để có cái nhìn chân thực và đầy đủ về vũ trụ, nhất là những giai đoạn sớm của nó. Mặt khác, ngay với việc quan sát các cụm sao và tinh vân trong chính thiên hà của chúng ta, thì bụi cũng chặn hầu hết ánh sáng biểu kiến tới từ khu vực ẩn sâu bên trong, trong khi bức xạ hồng ngoại (chính là cái chúng ta gọi là bức xạ nhiệt) vẫn có thể thoát ra ngoài. Và như vậy, Webb có thể quan sát được rất nhiều thứ mà Hubble cũng như bất cứ kính thiên văn quang học nào khác không bao giờ có cơ hội quan sát được.
Cụm thiên hà SMACS 0723, hình ảnh chính thức đầu tiên của Webb được công bố vào tháng 7 năm 2022.
Hubble được đưa lên quỹ đạo bởi tàu con thoi Discovery. Nó chuyển động trên quỹ đạo quanh Trái Đất, cách bề mặt hành tinh khoảng 570 km. Trong khi đó, Webb được đưa vào điểm L2 (một trong các điểm Lagrange). Điểm này cách Trái Đất khoảng 1,5 triệu km, ở phía bên kia so với Mặt Trời. Vì khoảng cách rất xa này, nó cần tới lực đẩy của tên lửa Ariane 5 do châu Âu chế tạo.
Tại điểm L2, James Webb tránh được một phần lớn bức xạ tới từ Mặt Trời, giúp nó không bị nhiễu bởi bức xạ nhiệt từ Mặt Trời và thậm chí chính Trái Đất. Nhờ một tấm chắn sáng có kích thước tương đương một sân tennis, nó có thể tránh được bức xạ Mặt Trời một cách triệt để và giữ được nhiệt độ ở mức -240 độ C. Chỉ có ở nhiệt độ cực thấp này, nó mới không tự phát ra bức xạ nhiệt (tức là tia hồng ngoại) và tự thu được chính nó.
Như vậy, có thể thấy rằng về nguyên lý và yêu cầu kỹ thuật, James Webb là chiếc kính phức tạp hơn Hubble rất nhiều, và đó cũng là lý do chính mà các nhà quản lý dự án phải hết sức thận trọng trước khi đưa nó vào bệ phóng.
Sau khi đã phóng thành công và đi tới điểm L2 ít lâu sau đó, James Webb đã mang lại nhiều hình ảnh và thông tin có giá trị về những thiên hà xa xôi nhất trong vũ trụ hay đặc điểm của các cụm sao và ngoại hành tinh. Nếu không có rủi ro hoặc biến cố nghiêm trọng về kỹ thuật, chiếc kính này sẽ tiếp tục là một trong những công cụ quan trọng nhất của nhân loại trong thập kỷ này trong việc khám phá không gian bên ngoài Trái Đất. Cái mà nhân loại trông đợi ở nó sẽ không phải những bức ảnh đẹp hay những góc nhìn thú vị, mà trên hết là những thông tin quý giá và những bí ẩn chưa từng ai biết tới sẽ dần được hé lộ trong tương lai.
Đặng Vũ Tuấn Sơn
(Hiệu đính và bổ sung từ bài của tác giả đã đăng khi Webb vừa được phóng thành công, tháng 12 năm 2021.)
