LUVOIR vẫn sẽ tiếp tục các mục tiêu vốn có của Hubble và James Webb (bởi thời điểm nó được phóng lên, James Webb đã hoạt động tới 2 thập kỷ trên quỹ đạo), tiếp tục tìm kiếm những khám phá lớn về vũ trụ ở dải sóng trải dài từ tử ngoại tới hồng ngoại – nhưng với độ nhạy và độ sắc nét cao hơn nhiều những kính thiên văn hiện nay.
Hình dạng dự kiến của LUVOIR. Nguồn: NASA.
Đài quan sát ngoại hành tinh có khả năng sống được (Habitable Exoplanet Observatory, viết tắt là HabEx) là dự án kính thiên văn của NASA được đề xuất sẽ phóng lên quỹ đạo vào khoảng năm 2035.
Thông qua tên gọi của dự án, chúng ta cũng rõ mục đích của nó. Đó là tập trung vào việc tìm kiếm khả năng hỗ trợ sự sống của các ngoại hành tinh có quỹ đạo xung quanh các ngôi sao khác. Dự án đã hoàn thành nghiên cứu, đánh giá được mức độ khả thi và sẽ triển khai sớm trong thời gian tới. Cấu tạo của HabEx sẽ gồm hai cụm thiết bị chính: Hệ thống kính và các khí cụ đo đạc tiên tiến với đường kính 4 mét, và hệ thống khiên đường kính 72 mét đặt cách HabEx hàng chục nghìn km để chặn và lọc ánh sáng tới từ chính ngôi sao ở các hệ được quan sát. Việc vận hành hệ thống sẽ rất phức tạp vì khoảng cách đồng thời hai thiết bị.
Mục tiêu chính của HabEx bao gồm:
Mô phỏng của NASA về HabEx và khiên che sáng của nó.
Đài quan sát tia X Lynx là kính thiên văn không gian do NASA lên kế hoạch để nối tiếp thành công của đài quan sát không gian Chandra – một kính thiên văn không gian quan sát vũ trụ ở dải tia X và đã mang lại rất nhiều khám phá có giá trị trong những năm vừa qua.
Với mục tiêu quan sát dải bước sóng ngắn của tia X nên đài quan sát này sẽ tập trung vào các đối tượng thiên văn đặc biệt như lỗ đen hay vùng trung tâm còn đầy bí ẩn của các thiên hà và cụm thiên hà cũng như sự hình thành và phát triển của chúng. Các nhà thiên văn hi vọng rằng sau khi được phóng lên (dự kiến vào khoảng năm 2036), Lynx se giúp giải đáp được nhiều câu hỏi về sự hình thành của các lỗ đen và quá trình tiến hóa của các thiên hà, đồng thời lập bản đồ các nguồn phát tia X trong vũ trụ.
Với gương chính có đường kính 3 mét, Lynx lớn hơn Hubble một chút và sẽ có khả năng quan sát gấp 100 lần tiền nhiệm của mình là Chandra. Các nguồn phát tia X là những nơi đầy tiềm năng để hiểu rõ hơn về các cấu trúc bí ẩn mà chúng ta chưa năm rõ. Nhiều thông tin chỉ có thể được khai thác ở dải sóng này, nhưng những kính thiên văn khác đa phần không có khả năng quan sát chi tiết dải này, và do đó sau Chandra thì Lynx sẽ là đài quan sát hàng đầu trong việc nghiên cứu những nguồn tia X trong vũ trụ.
Lynx sẽ là đài quan sát tiên phong trong tương lai để quan sát vũ trụ ở dải bước sóng của tia X. Nguồn: Lynx Study Team.
Dự án Origins là một trong những dự án lớn và mang tính khát vọng của loài người, với mục tiêu là để góp phần quan trọng trong việc giải đáp ba câu hỏi lớn của khoa học hiện đại:
Trên thực tế, Origins cùng ba kính thiên văn không gian chúng ta vừa nhắc tới (gồm LUVOIR, HabEx và Lynx) là bốn kính thiên văn thế hệ tiếp theo nằm trong nhóm dự án đầy tham vọng mà NASA gọi là “Các sứ mệnh chiến lược lớn về khoa học” (Large strategic science missions); Hubble, James Webb và Chandra cũng là những thành viên của nhóm sứ mệnh này.
Khác với các sứ mệnh còn lại, Origins sẽ quan sát vũ trụ ở những bước sóng dài nhất của dải bức xạ hồng ngoại (hồng ngoại trung và xa). Nó được dự kiến sẽ sử dụng một gương có đường kính 5,9 mét, được làm lạnh tới nhiệt độ 4,5 K.
Sau khi được phóng lên (dự kiến năm 2035), Oriogins sẽ lần theo dấu vết những giai đoạn sớm nhất của vũ trụ để (đúng như tên gọi của nó) tìm kiếm nguồn gốc xa xôi nhất của các nguyên tố nặng trong vũ trụ và cách mà các thiên hà hình thành và phát triển để trở thành những thiên hà mà chúng ta nhìn thấy ngày nay.
Thiết kế sơ bộ của NASA về hình dạng của kính Origins.
Khi mà đa số các kính thiên văn hiện tại đều đã không còn mới nữa, và ngày càng có thêm nhiều bí ẩn mới đang đợi được mở ra, có vẻ như chúng ta sẽ có hai thập kỷ sắp tới với những thành công rực rỡ của các đài quan sát đang chờ ngày hoạt động.
Hiếu Nguyễn
Bài viết này là một phấn nội dung trong sách THIÊN VĂN HỌC THẾ KỶ 21: HAI THẬP KỶ ĐÃ QUA, MỘT TƯƠNG LAI PHÍA TRƯỚCcủa VACA, xuất bản tháng 1 năm 2022. Vui lòng ghi rõ tên tác giả và nguồn trích dẫn nếu bạn sử dụng lại nội dung này.