Kính viễn vọng James Webb và Hubble: Sự so sánh đầy suy nghĩ!

Ống kính của James Webb có thể nhìn chi tiết hơn nhiều và quay ngược thời gian xa hơn bất kỳ kính thiên văn nào khác trên thế giới.

Kính viễn vọng không gian Hubble đã được tàu con thoi Discovery triển khai vào quỹ đạo Trái đất hơn 30 năm trước. Kể từ đó, Hubble đã ghi lại được những hình ảnh ngoạn mục không chỉ vô cùng đẹp mắt mà còn cung cấp cái nhìn khoa học vô giá, cho thấy tốc độ giãn nở của vũ trụ đang thực sự tăng tốc do một lực bí ẩn nào đó được gọi là năng lượng tối.

Cho tới tận thời điểm hiện tại, Hubble vẫn là một công cụ tuyệt vời cho thiên văn học và nó sẽ tiếp tục phục vụ công cuộc nghiên cứu khoa học trong nhiều năm tới - nhưng các nhà khoa học muốn nhiều hơn thế, và đó là lý do tại sao chúng ta hiện có Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST).

Kính viễn vọng không gian Hubble được đưa lên và hoạt động trên quỹ đạo của Trái đất tại độ cao khoảng 610 km, cao hơn khoảng 220 km so với độ cao quỹ đạo của trạm vũ trụ quốc tế ISS. Với tốc độ di chuyển khoảng 7500 m/s, Hubble có thể quay 1 vòng quanh Trái đất trong thời gian 97 phút và 15 lần mỗi ngày.

Hubble được trang bị đầy đủ các công cụ hoạt động bằng năng lượng Mặt Trời, nhằm chụp lại tất cả những hình ảnh của vũ trụ với ánh sáng khả kiến, cực tím (UV) và ánh sáng bước sóng cận hồng ngoại. Tất nhiên, tất cả các thiết bị trên Hubble đều được thiết kế để hoạt động ngoài khí quyển của Trái đất và nếu đặt Hubble dưới mặt đất, rất nhiều thiết bị sẽ không còn tác dụng nữa.

Hình ảnh cụm thiên hà SMACS 0723.

Bạn có thể đã thấy những hình ảnh tuyệt đẹp đầu tiên từ JWST được NASA công bố vào tuần trước và thực sự nó đã cho thấy khả năng vượt trội của mình khi so với những kính viễn vọng không gian khác.

Hình ảnh cụm thiên hà SMACS 0723, cho thấy hàng chục thiên hà cách xa chúng ta 13 tỷ năm ánh sáng. Sự khác biệt rõ ràng là rất nổi bật, bao gồm hiệu ứng thấu kính hấp dẫn rõ ràng hơn nhiều, giúp phóng đại và bẻ cong ánh sáng đằng sau các vật thể có trọng lượng hấp dẫn.

Hoặc hình ảnh của Tinh vân Vòng phía Nam cho thấy một lớp vỏ sống động của khí và bụi có chiều dài hơn 1,3 năm ánh sáng chứa một ngôi sao sắp chết ở bên trong.

Hình ảnh của Tinh vân Vòng phía Nam

Những hình ảnh sắc nét chưa từng có này là do JWB nhạy hơn Hubble khoảng 100 lần nhờ gương thu ánh sáng lớn hơn. Nhưng sự khác biệt lớn nhất giữa cả hai là Hubble chủ yếu thực hiện các quan sát ở bước sóng khả kiến và tia cực tím, trong khi JWST trị giá 10 tỷ đô la chủ yếu quan sát ở tầm trung hồng ngoại và cận hồng ngoại.

Gương chính của Webb có đường kính 6,5 mét, so với đường kính 2,4 mét nhỏ hơn nhiều của Hubble. Điều này có nghĩa là Webb có thể bao phủ hơn 15 lần trường nhìn của Hubble.
Độ nhạy của JWST đối với các bước sóng dài hơn nhiều cho phép nó nhìn xuyên qua các đám mây bụi thường che khuất các ngôi sao, hệ hành tinh và các thiên hà xa xôi khỏi con mắt tò mò của Hubble.

Điều này có nghĩa là JWST rất nhạy cảm, nó có thể tiết lộ thành phần khí quyển của các hành tinh ngoài hành tinh xa xôi. Nó cũng có thể nhìn xa hơn nhiều về mặt thời gian và chi tiết hơn nhiều so với Hubble. Ở thời điểm hiện tại, không có công cụ nào khác ngoài JWST có thể nhìn thấy những thiên hà đầu tiên hình thành trong vũ trụ.

James Webb tốn của NASA gần 10 tỉ USD và là một trong những nền tảng khoa học đắt tiền nhất từng được xây dựng, có thể so với Máy gia tốc hạt lớn ở Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) hay Kính viễn vọng Không gian Hubble.

Tương tự, Tinh vân Carina được nhìn thấy chi tiết hơn nhiều qua lăng kính của James Webb, với mỗi chấm sáng mới đại diện cho một ngôi sao khác. Nhờ các thiết bị nhạy cảm với tia hồng ngoại, Webb có thể quét sạch các mạng nhện khí và bụi, không chỉ cho thấy hàng trăm ngôi sao mới, mà còn cả những lỗ hổng và tia lửa thổi từ những ngôi sao rất trẻ.

Lâu nay, quá trình tiến hóa của vũ trụ (theo thuyết Vụ Nổ Lớn) từ khi xuất hiện vũ trụ đến khi ngôi sao đầu tiên xuất hiện vẫn còn một khoảng trống (gọi là Dark Age). Và các nhà khoa học kỳ vọng kính thiên văn James Webb có thể giúp họ gỡ bỏ vấn đề này một cách rõ ràng hơn.

“Kính viễn vọng Không gian James Webb là một thành tựu vĩ đại, được dựng nên để thay đổi cái nhìn của ta về vũ trụ và đem tới những bài học khoa học tuyệt vời”, giám đốc Bill Nelson công tác tại NASA khẳng định. “Kính Webb sẽ nhìn ngược về hơn 13 tỷ năm ánh sáng, thời điểm ngay sau Big Bang, với một sức mạnh đủ để cho nhân loại thấy điểm không gian xa nhất mà chúng ta từng nhìn thấy. Hiện giờ, ta đang rất gần thời khắc mở khóa những bí ẩn của vũ trụ, nhờ kỹ năng và chuyên môn của đội ngũ tuyệt vời đứng sau nó”.

Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ mở ra một chương mới cho lịch sử ngành thiên văn học nói riêng, và lịch sử nhân loại nói chung. Cũng giống như mọi thiết bị nghiên cứu tiên tiến đáng giá hàng tỷ USD khác, chắc chắn James Webb sẽ mang về những dữ liệu chưa từng có trong lịch sử, giúp ta hiểu hơn về chính vũ trụ cũng như vị trí của con người trong dòng thời gian. Và tất cả những điều chúng ta vừa nói chỉ là sự khởi đầu, và theo thời gian JWST sẽ tiết lộ ngày càng nhiều bí mật của vũ trụ.

• Tiết lộ bất ngờ từ người sửa kính viễn vọng "vượt thời gian"
• Tổng thống Mỹ công bố cửa sổ vào thế giới 13 tỉ năm trước
• Hàng trăm thiên hà xa xôi được nhìn thấy qua kính viễn vọng James Webb