Kính viễn vọng Không gian James Webb kết thúc năm đầu tiên quan sát vũ trụ. Nó đã phát hiện ra những gì cho đến nay?

Đã một năm kể từ khi chúng ta nhìn thấy những hình ảnh chính thức đầu tiên được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb mang tính đột phá.

Kể từ đó, kính viễn vọng đã làm việc chăm chỉ để thu thập dữ liệu về vũ trụ của chúng ta. Chỉ trong một năm, các nhà nghiên cứu đã xuất bản hơn 750 mẩu tài liệu khoa học được đánh giá ngang hàng bằng cách sử dụng hoặc trích dẫn dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST hoặc Webb), theo Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian. Từ dữ liệu về một số thiên hà đầu tiên của vũ trụ đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về hệ mặt trời của chúng ta, JWST đã bắt đầu thực hiện lời hứa quan sát vũ trụ của chúng ta một cách chi tiết hơn bao giờ hết. Và nó chỉ mới bắt đầu, với hàng thập kỷ khoa học đã dự đoán trước nó.

“Những đứa trẻ đang đi học hôm nay [could] đang sử dụng kính viễn vọng này,” Stefanie Milam, phó nhà khoa học dự án JWST về khoa học hành tinh, nói với Space.com. “Đây là dành cho thế hệ tiếp theo.”

Đây là những gì JWST đã làm trong năm đầu tiên và những gì có thể xảy ra tiếp theo cho kính thiên văn.

Có liên quan: 12 khám phá tuyệt vời của Kính viễn vọng Không gian James Webb trên khắp vũ trụ

khám phá đột phá

Cho đến nay, JWST đã hoàn thành hàng trăm dự án nghiên cứu, trong đó có nhiều dự án liên quan đến việc chụp các thiên hà xa nhất có thể quan sát được, do thời gian ánh sáng truyền tới chúng ta mất bao lâu, nên chúng cũng là một số thiên hà đầu tiên trong vũ trụ.

JWST đã quản lý để chụp các thiên hà cách xa 13,4 triệu năm ánh sáng, chỉ 320 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Milam cho biết một số thiên hà này có những phẩm chất đáng ngạc nhiên, chẳng hạn như kích thước lớn bất ngờ hoặc tốc độ hình thành sao cao hơn dự kiến. Thiên nhiên.

Một lĩnh vực khác mà JWST đã đạt được những bước tiến là nghiên cứu ngoại hành tinh, bao gồm thực hiện các phép đo chi tiết về bầu khí quyển của các ngoại hành tinh, chẳng hạn như những khí quyển trong hệ thống TRAPPIST-1, một nhóm gồm bảy ngoại hành tinh cách xa khoảng 40 năm ánh sáng quay quanh một ngôi sao nhỏ.

Hệ thống này là tập hợp các ngoại hành tinh có kích thước Trái đất lớn nhất được biết đến trong “vùng có thể ở được” của một ngôi sao, khoảng cách từ một ngôi sao mà các nhà khoa học nghĩ rằng có thể có những điều kiện có thể duy trì sự sống. Trong nghiên cứu được công bố vào tháng 3, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng dữ liệu bức xạ hồng ngoại từ nhật thực thứ cấp hoặc khi một hành tinh đi qua phía sau TRAPPIST-1, để biết rằng TRAPPIST 1-b, hành tinh trong cùng, không có bầu khí quyển.

Gần nhà hơn, Webb đã thực hiện một số khám phá đáng ngạc nhiên trong vành đai tiểu hành tinh của chúng ta. Trong một nghiên cứu mà Milam thực hiện được công bố vào tháng 5, các nhà nghiên cứu đã sử dụng JWST để xác định sao chổi đầu tiên được biết đến bao quanh bởi hơi nước trong vành đai tiểu hành tinh. Trước đây, sao chổi chứa nước đá chỉ được tìm thấy ở Đám mây Oort xa xôi và Vành đai Kuiper.

“Hơi nước trong vành đai tiểu hành tinh rất lớn,” Milam nói. “Điều đó có nghĩa là có một loại cơ chế nào đó bảo quản nước đóng băng trong một thiên thể giống tiểu hành tinh ở gần mặt trời của chúng ta.”

Vượt quá mong đợi ngay từ đầu

Mọi quan sát mà JWST tạo ra cũng được hưởng lợi từ hệ thống quang học đáng kinh ngạc của nó. Milam cho biết JWST được yêu cầu phải có giới hạn nhiễu xạ cực nhỏ chỉ hai micron. Nhưng chiếc kính thiên văn cuối cùng thậm chí còn chính xác hơn — giới hạn nhiễu xạ của nó hiện là 1,1 micron, nghĩa là nó có thể phân giải các vật thể, từ kính viễn vọng, trông có kích thước bằng một con vi khuẩn nhỏ.

“Mọi người […] nhận được dữ liệu thậm chí còn tốt hơn họ mong đợi” nhờ những quang học này, Milam nói.

Ngoài chất lượng quan sát đáng kinh ngạc, việc phóng kính thiên văn diễn ra tốt đẹp đến mức nó tiết kiệm nhiên liệu nhiều hơn đáng kể so với dự đoán của các nhà khoa học. Mặc dù NASA ban đầu dự kiến ​​JWST sẽ tồn tại trong khoảng 10 năm hoặc ít hơn, nhưng giờ đây nó được dự đoán sẽ tiếp tục hoạt động trong 20 năm, cho đến những năm 2040.

Cái gì tiếp theo

Trong năm tới, các nhà nghiên cứu sẽ xây dựng dựa trên những gì họ đã học được trong năm nay bằng cách sử dụng JWST, tiếp tục đẩy mạnh các khả năng và ranh giới của kính thiên văn. Ví dụ, Milam nói, có khả năng kính viễn vọng có thể phát hiện ra một thiên hà thậm chí còn xa hơn.

Tất nhiên, đã có một số thách thức khi nói đến JWST. Vào tháng 5 năm 2022, trước khi những hình ảnh đầu tiên của nó được công bố, một vi thiên thạch lớn hơn dự kiến ​​đã va vào JWST, gây ra một lượng thiệt hại nhỏ nhưng có thể phát hiện được cho kính thiên văn. Ông Milam cho biết một tác động vi thiên thạch lớn như vậy là không phổ biến và các nhà khoa học đang tiếp tục phát triển các cách để đảm bảo các tác động trong tương lai không làm hỏng kính thiên văn.

Tuy nhiên, cô ấy nói, mọi thứ khó có thể trở nên tốt hơn khi JWST tiếp tục tiết lộ thêm nhiều câu hỏi cần trả lời về vũ trụ của chúng ta.

Cô nói: “Mỗi khi chúng tôi nhìn vào một thứ gì đó, nó lại mở ra cả một hộp sâu mới.