Hai chuyên gia phân tích những hình ảnh đầu tiên từ Kính viễn vọng Không gian James Webb và giải thích những gì chúng tôi đã học được | H-care.vn

Hôm nay, chúng ta đã thấy loạt hình ảnh đầu tiên được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb được công bố. Đây là điều mà cả hai chúng tôi đã chờ đợi gần 25 năm. Vào những ngày đó, chúng tôi đang phân tích những hình ảnh đầu tiên của Hubble về vũ trụ xa xôi và những chi tiết mà chúng tiết lộ thật đáng kinh ngạc so với bất kỳ thứ gì chúng tôi đã thấy trong các hình ảnh trên mặt đất.

Có vẻ như tiêu chuẩn đã được nâng lên một lần nữa và Webb đã sẵn sàng báo trước một kỷ nguyên mới cho nghiên cứu thiên văn học và vũ trụ. Chiếc gương lớn của nó giúp nó tạo ra hình ảnh sắc nét gấp hai đến ba lần so với Hubble và đi xa hơn nhiều vào không gian (có nghĩa là bạn có thể nhìn thấy các nguồn mờ hơn).

Webb cũng có thể nhìn thấy các bước sóng hồng ngoại đỏ hơn nhiều, mở ra một cách nhìn mới về vũ trụ. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc nghiên cứu vũ trụ sơ khai vì “sự dịch chuyển đỏ vũ trụ”, một quá trình đề cập đến sự kéo dài của ánh sáng (cùng với sự giãn nở của vũ trụ) khi nó di chuyển trong không gian vũ trụ.

Nó cũng hữu ích cho việc nghiên cứu các nguồn hấp dẫn, chẳng hạn như các hành tinh quay quanh các ngôi sao gần đó và các khu vực nơi các ngôi sao hình thành.

Trước đây chúng tôi đã viết về những thách thức kỹ thuật to lớn liên quan đến việc xây dựng Webb và hành trình lên quỹ đạo của nó. Bây giờ, với những hình ảnh đầu tiên được chờ đợi từ lâu trong tay, chúng ta hãy xem những gì chúng thể hiện.

Đọc thêm: Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA đã đến đích, cách Trái đất 1,5 triệu km. Đây là những gì xảy ra tiếp theo

rõ ràng mãnh liệt

Trong một lần chụp lén, Tổng thống Mỹ Joe Biden đã hé lộ bức ảnh “sâu trường” đầu tiên của Webb. Đây là cụm thiên hà khổng lồ SMACS-0723 chứa hàng nghìn thiên hà tập trung xung quanh một thiên hà trung tâm siêu sáng nằm ở trung tâm.

Bạn sẽ ngay lập tức nhận thấy nhiều vòng cung kéo dài, biểu thị các thiên hà nền đã được “thấu kính hấp dẫn” do khối lượng của cụm sao. Nói cách khác, lực hấp dẫn to lớn tác động đã làm cho ánh sáng từ các thiên hà bị bóp méo (kéo dài) và khuếch đại, mang lại một bức tranh rõ nét hơn về vũ trụ xa xôi.

Độ rõ nét thật đáng kinh ngạc, đặc biệt là về cấu trúc của hình ảnh qua ống kính. Đây là chế độ xem phóng to của một vùng nhỏ, so với hình ảnh thời gian phơi sáng tương tự từ Hubble:

Các hình ảnh phóng to ở trên cho thấy một vùng trong trường sâu chứa một thiên hà xoắn ốc mà các nhà thiên văn học gọi một cách trìu mến là “Con sên”. Nó nằm xa hơn nhiều lần so với cụm SMACS-0723.

Nhưng đôi mắt của chúng tôi bị thu hút nhiều hơn vào vòm rất mỏng ngay phía trên (được đánh dấu bằng mũi tên). Mảnh nhỏ này thể hiện sức mạnh của Webb. Hubble hầu như không phát hiện ra vòng cung này, nhưng Webb nhìn thấy rõ ràng “các hạt trên một sợi dây”. Chúng có khả năng là những cụm sao riêng lẻ trong thiên hà nhỏ cực kỳ xa xôi.

Chúng ta có thể thấy những chi tiết tuyệt vời không kém trên khắp cánh đồng sâu. Đối với các đối tượng điểm, Webb dự kiến ​​sẽ nhạy hơn Hubble hơn 100 lần và điều này chắc chắn chứng minh điều đó.

Lĩnh vực này cũng được rải rác với một số vật thể màu đỏ nhạt, đã thu hút sự chú ý của các chuyên gia. Một số trong số này có khả năng là những thiên hà xa nhất, nơi ánh sáng mất nhiều thời gian nhất để đến được với chúng ta.

Tiết lộ các mục ẩn

Webb cũng có khả năng đo quang phổ hồng ngoại cực nhạy, trong đó ánh sáng được chia thành các bước sóng để tiết lộ thành phần của vật thể.

Mặc dù Hubble rất kém trong khoản này, nhưng Webb lại làm rất tốt, như thể hiện dưới đây trong quang phổ của hành tinh lớn WASP 96b. Nằm cách chúng ta khoảng 1.120 năm ánh sáng, hành tinh này có khối lượng bằng một nửa sao Mộc.

Sự sụt giảm trong quang phổ cho thấy sự hiện diện của hơi nước trong bầu khí quyển của hành tinh. Bây giờ, WASP 69b không có khả năng hỗ trợ sự sống do ở gần ngôi sao mẹ của nó. Tuy nhiên, cuộc trình diễn này rất thú vị vì cùng một phương pháp có thể được áp dụng cho tất cả 5.000 ngoại hành tinh đã biết.

Với quang phổ học, cuối cùng chúng ta sẽ có thể phát hiện ra các dấu hiệu có thể có của sự sống, chẳng hạn như ôzôn và mêtan.

nhìn thấy bụi và khí

Hình ảnh thứ ba là Tinh vân Vành đai phía Nam, cách Dải Ngân hà khoảng 2.000 năm ánh sáng. Hình ảnh này cho thấy khả năng hồng ngoại tầm trung của Webb (vượt xa phạm vi của Hubble).

Đó là một ví dụ kinh điển về “tinh vân hành tinh” (một cách gọi sai vì không có hành tinh nào liên quan) trong đó ngôi sao trung tâm đã biến thành một sao lùn trắng nhỏ bằng cách lột bỏ lớp vỏ bên ngoài của nó. Điều này xảy ra với tốc độ khoảng 15 km/s, tạo ra các vòng khí và bụi.

Ngôi sao sáng hơn ở trung tâm thực sự là một ngôi sao đồng hành và sao lùn trắng là đối tác mờ hơn chỉ có thể được nhìn thấy ở vùng hồng ngoại giữa vì nó bị che khuất bởi bụi. Tia hồng ngoại giữa cũng làm nổi bật bụi hình thành trong khí giãn nở.

Hình ảnh thứ tư dưới đây cho thấy tầm nhìn của Webb về các thiên hà lân cận. Ở đây chúng ta thấy một nhóm thiên hà nổi tiếng có tên là Stefan’s Quintet, nằm cách chúng ta khoảng 290 triệu năm ánh sáng. Năm thiên hà rất gần nhau. Bốn tương tác với nhau và kích hoạt sự hình thành sao dồi dào.

Các vệt và cụm màu đỏ cho thấy vị trí hình thành sao mới thông qua bụi liên quan. Chi tiết về sự phân bố của bụi và sự giằng co diễn ra giữa các thiên hà hiện rõ trong ảnh. Và vùng hồng ngoại giữa cho thấy ánh sáng từ một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của thiên hà phía trên.

Điều nổi bật nữa là biển thiên hà rộng lớn ở phía sau. Chúng tôi hy vọng sẽ thấy điều này trong mọi hình ảnh của Webb, ngay cả khi Webb trỏ đến các nguồn trong Dải Ngân hà. Đó là do ánh sáng hồng ngoại xuyên qua bụi. Khả năng cảm biến hồng ngoại của Webb nhạy đến mức chúng có thể nhìn xuyên qua các vật thể trong thiên hà của chúng ta.

Điều này có nghĩa là các thiên hà nền ở xa sẽ bắn phá từng ảnh Webb. Hãy xem liệu bạn có thể phát hiện ra chúng trong các hình ảnh của Vành đai phía Nam và Carina hay không.

Và cuối cùng, chúng ta có sự tôn kính của Webb đối với hình ảnh Pillars of Creation nổi tiếng của Hubble.

Chế độ xem hồng ngoại này cho thấy Tinh vân Carina, một vườn ươm khí và bụi sao cách xa 7.600 năm ánh sáng, nơi các ngôi sao mới đang hình thành và phá hủy đám mây sinh của chúng.

Hình ảnh cực kỳ phức tạp và những vòng xoáy phức tạp của bụi, khí và các ngôi sao trẻ thật đáng kinh ngạc. Các nhà thiên văn học có lẽ sẽ phải mất nhiều năm làm việc chăm chỉ để tìm ra chính xác điều gì đang diễn ra ở đây.

Chỉ một số hình ảnh xem trước này, một vài ngày làm việc cho Webb, đã cung cấp cho các nhà thiên văn học một lượng lớn dữ liệu mới sẽ thúc đẩy nhiều năm nghiên cứu. Va đo mơi chỉ la khởi đâu.