Kính viễn vọng Không gian James Webb đã thay đổi thiên văn học như thế nào trong năm đầu tiên

Khi Giáng sinh năm ngoái đến gần, các nhà thiên văn học và những người đam mê không gian trên khắp thế giới đã tụ tập để chứng kiến ​​sự ra mắt rất được mong đợi của Kính viễn vọng Không gian James Webb. Mặc dù là một phần kỹ thuật đáng chú ý, nhưng chiếc kính viễn vọng này đã gây ra nhiều tranh cãi – từ việc vượt quá ngân sách và chậm tiến độ cho đến việc được đặt theo tên của một cựu quản trị viên NASA, người đã bị buộc tội kỳ thị đồng tính.

Bất chấp những tranh cãi xung quanh việc đặt tên và niên đại của kính viễn vọng, có một điều đã trở nên rất rõ ràng trong năm nay – khả năng khoa học của JWST là rất đáng chú ý. Các hoạt động khoa học của nó bắt đầu vào tháng 7 năm 2022 và nó đã cho phép các nhà thiên văn học có được những góc nhìn mới và làm sáng tỏ những bí ẩn về nhiều chủ đề không gian.

Mục tiêu trước mắt nhất của JWST là một trong những dự án tham vọng nhất trong lịch sử thiên văn học hiện đại: thăm lại một số thiên hà đầu tiên hình thành khi vũ trụ còn mới hoàn toàn.

Bởi vì ánh sáng cần có thời gian để truyền từ nguồn của nó đến chúng ta ở đây trên Trái đất, bằng cách quan sát các thiên hà ở rất xa, trên thực tế, các nhà thiên văn học có thể nhìn ngược thời gian để xem các thiên hà lâu đời nhất đã hình thành hơn 13 tỷ năm trước.

Mặc dù anh ấy đã ở đó Một số tranh cãi Các nhà thiên văn học đã tranh luận về độ chính xác của một số phát hiện đầu tiên về các thiên hà sơ khai—thiết bị JWST không được hiệu chuẩn đầy đủ, do đó, có khoảng trống để xác định độ tuổi chính xác của các thiên hà xa nhất—những phát hiện gần đây đã ủng hộ ý kiến ​​cho rằng JWST đã phát hiện ra các thiên hà từ 350 triệu năm đầu tiên sau Big Bang.

Điều đó khiến đây trở thành những thiên hà lâu đời nhất từng được quan sát và chúng có một số điều bất ngờ, chẳng hạn như sáng hơn nhiều so với dự kiến. Điều này có nghĩa là còn nhiều điều để tìm hiểu về cách các thiên hà hình thành trong vũ trụ sơ khai.

READ  Các bác sĩ Phòng khám Mayo ở Florida thảo luận về vắc xin Omicron và COVID

Những thiên hà sơ khai này được xác định bằng cách sử dụng các cuộc khảo sát và ảnh trường sâu, sử dụng Webb để quan sát những mảng trời rộng lớn thoạt nhìn có vẻ trống rỗng. Những vùng này không chứa các vật thể sáng như các hành tinh của hệ mặt trời và nằm cách xa trung tâm thiên hà của chúng ta, điều này cho phép các nhà thiên văn học tìm kiếm sâu trong không gian để khám phá những vật thể cực kỳ xa xôi này.

JWST lần đầu tiên có thể phát hiện carbon dioxide trong bầu khí quyển của một ngoại hành tinh và gần đây cũng đã phát hiện ra một loạt các hợp chất khác trong bầu khí quyển của WASP-39b, bao gồm hơi nước và sulfur dioxide. Điều này không chỉ có nghĩa là các nhà khoa học có thể nhìn thấy thành phần của bầu khí quyển của hành tinh mà còn có thể thấy cách bầu khí quyển tương tác với ánh sáng từ ngôi sao chủ của hành tinh, vì sulfur dioxide được tạo ra bởi các phản ứng hóa học với ánh sáng.

Tìm hiểu về bầu khí quyển của ngoại hành tinh là rất quan trọng nếu chúng ta muốn tìm các hành tinh giống Trái đất và tìm kiếm sự sống. Các thiết bị thế hệ trước có thể xác định các ngoại hành tinh và cung cấp thông tin cơ bản như khối lượng hoặc đường kính của chúng và khoảng cách chúng quay quanh ngôi sao của chúng. Nhưng để hiểu nó sẽ như thế nào trên một trong những hành tinh này, chúng ta cần biết bầu khí quyển của nó. Sử dụng dữ liệu từ JWST, các nhà thiên văn học sẽ có thể tìm kiếm các hành tinh có thể ở được ngoài hệ mặt trời của chúng ta.

Các vành đai của Sao Mộc được chụp bởi kính viễn vọng không gian.

Các vành đai của Sao Mộc được chụp bởi kính viễn vọng không gian.
Hình ảnh: NASA

Không chỉ các hành tinh xa xôi mới thu hút sự chú ý của JWST. Gần nhà hơn, JWST đã được sử dụng để nghiên cứu các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta, bao gồm sao Hải vương và Sao Mộc, và sẽ sớm được sử dụng để nghiên cứu Sao Thiên Vương. Bằng cách tìm kiếm trong phạm vi hồng ngoại, JWST có thể xác định các đặc điểm như bắc cực quang của Sao Mộc và tầm nhìn rõ ràng về Vết Đỏ Lớn. Ngoài ra, độ phân giải cao của kính viễn vọng có nghĩa là nó có thể nhìn thấy các vật thể nhỏ thậm chí ngược với độ sáng của các hành tinh, chẳng hạn như hiển thị các vành đai hiếm thấy của Sao Mộc. Nó cũng chụp được hình ảnh rõ nét nhất về các vành đai của Sao Hải Vương trong hơn 30 năm.

READ  Hàng nghìn loại virus mới được phát hiện trên các đại dương trên thế giới

Cuộc điều tra lớn khác của JWST trong năm nay là trên sao Hỏa. Sao Hỏa là hành tinh được nghiên cứu nhiều nhất bên ngoài Trái đất, đã tổ chức nhiều tàu thăm dò, quỹ đạo và tàu đổ bộ trong nhiều năm. Điều này có nghĩa là các nhà thiên văn học đã hiểu khá rõ về thành phần của khí quyển và đang bắt đầu tìm hiểu về hệ thống thời tiết của nó. Sao Hỏa cũng khó nghiên cứu bằng kính viễn vọng không gian nhạy cảm như JWST vì nó quá sáng và quá gần. Nhưng những yếu tố này đã khiến nó trở thành nơi thử nghiệm lý tưởng để xem khả năng của kính thiên văn mới.

JWST đã được sử dụng Cả máy ảnh và thiết bị quang phổ để nghiên cứu sao Hỏa, cho thấy thành phần của bầu khí quyển của nó, tương ứng gần như chính xác với mô hình dự kiến ​​từ dữ liệu hiện tại, chứng minh mức độ chính xác của các công cụ của JWST đối với loại điều tra này.

Một mục tiêu khác của JWST là tìm hiểu về vòng đời của các ngôi sao, điều mà các nhà thiên văn học hiện đang hiểu một cách khái quát. Họ biết rằng các đám mây bụi và khí hình thành các nút thu thập thêm vật chất cho chúng và sụp đổ để tạo thành các tiền sao chẳng hạn, nhưng chính xác thì điều này xảy ra như thế nào cần được nghiên cứu thêm. Họ cũng tìm hiểu về các khu vực nơi các ngôi sao hình thành và tại sao các ngôi sao có xu hướng hình thành theo cụm.

READ  Nghiên cứu về HIV mở đường cho vắc xin Covid mRNA như thế nào

JWST đặc biệt hữu ích cho việc nghiên cứu chủ đề này vì các thiết bị hồng ngoại của nó cho phép nó nhìn xuyên qua các đám mây bụi để nhìn thấy các vùng bên trong nơi các ngôi sao đang hình thành. Ảnh gần đây hiển thị tệp Sự phát triển của các tiền sao Và bạn vứt bỏ những đám mây và tìm kiếm những vùng có mật độ sao dày đặc, giống như ngôi sao nổi tiếng trụ cột của sự sáng tạo trong Tinh vân Đại bàng. Bằng cách chụp ảnh các cấu trúc này trong bước sóng khác nhauCác thiết bị của JWST có thể nhìn thấy nhiều đặc điểm khác nhau của bụi và sự hình thành sao.

Hình ảnh này cho thấy một thiên hà xoắn ốc bị chi phối bởi một vùng trung tâm sáng.  Thiên hà có màu xanh tím với các vùng màu đỏ cam chứa đầy các ngôi sao.  Một gai nhiễu xạ lớn cũng có thể được nhìn thấy, xuất hiện dưới dạng một mô hình sao trên khu vực trung tâm của thiên hà.  Rất nhiều ngôi sao và thiên hà lấp đầy khung cảnh nền

NGC 7469
ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus,

Nói về trụ cột của sự sáng tạo, một trong những di sản lớn nhất của JWST trong tâm trí công chúng là những hình ảnh tuyệt đẹp về không gian mà nó chụp. Từ sự phấn khích của quốc tế khi những hình ảnh đầu tiên của kính viễn vọng được tiết lộ vào tháng 7 đến Góc nhìn mới về các địa danh nổi tiếng Giống như các Cột, Hình ảnh trên Web đã xuất hiện ở khắp mọi nơi trong năm nay.

Và cũng tuyệt vời Tinh vân Carinalĩnh vực sâu đầu tiênNhững hình ảnh khác đáng suy ngẫm trong một phút bao gồm các hình điêu khắc hình ngôi sao của Tinh vân TarantulaDusty “Tree Rings” từ Ngôi sao nhị phân Wolf-Rayet 140Và ánh sáng của thế giới bên kia Sao Mộc trong tia hồng ngoại.

Và những bức ảnh tiếp tục xuất hiện: Mới tuần trước, một bức ảnh mới đã được phát hành cho thấy một trái tim phát sáng Thiên hà NGC 7469.

Đây là một năm đầy những khám phá tuyệt vời và nhiều hơn nữa sắp tới.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *