Kể từ khi phóng thành công Kính thiên văn Webber (JWST) vào cuối năm 2021, chiếc kính thiên văn này, được mệnh danh là "Người khổng lồ trong không gian", đã bắt đầu hé lộ những bí ẩn của vũ trụ. Là kính viễn vọng không gian lớn nhất từng được chế tạo, Webb có khả năng quan sát vô song, đặc biệt là ở vùng hồng ngoại. Vậy Kính thiên văn Webb sử dụng công nghệ tiên tiến của mình như thế nào để xuyên qua bức màn thời gian và quan sát những thiên hà ở xa trái đất và có ánh sáng yếu?
Webb có thể quan sát ở phạm vi rộng hơn nhiều so với Hubble và có thể phát hiện các vật thể mờ hơn Hubble 100 lần.
Gương chính của kính thiên văn Webb có đường kính 6,5 mét và bao gồm 18 thấu kính lục giác, giúp nó có diện tích thu ánh sáng khoảng 25 mét vuông, lớn hơn gấp 6 lần so với 4 hình vuông của Hubble khả năng thu thập mét. Thiết kế này không chỉ cho phép Webb thu được nhiều ánh sáng hơn mà còn duy trì độ sắc nét hình ảnh tốt khi quan sát vật thể ở xa.
Phạm vi hoạt động của Webb bao gồm ánh sáng nhìn thấy có bước sóng dài và ánh sáng hồng ngoại trung bình (0,6 đến 28,5 μm), cho phép nó quan sát sự hình thành của các hành tinh và thiên hà trong vũ trụ trước đó.
Khả năng quan sát bước sóng dài của Kính thiên văn Webb khiến nó trở thành một công cụ quan trọng để quan sát vũ trụ sơ khai. Nó có thể bắt nguồn từ khoảng 1,8 tỷ năm ánh sáng trước đây với độ lệch đỏ z≈20, một khoảng thời gian không lâu trước khi hình thành sự sống. Khả năng quan sát này rất quan trọng để hiểu được sự hình thành và phát triển của các thiên hà.
Webb có thể xuyên qua các đám mây bụi trong vũ trụ, giúp việc quan sát các ngôi sao và hành tinh bị ẩn giấu trong quá khứ trở nên dễ dàng hơn.
Webb hoạt động tại điểm Lagrange L2 của Mặt trời-Trái đất cách Trái đất khoảng 1,5 triệu km. Vị trí này không chỉ có thể tránh được ảnh hưởng bóng tối của Trái đất và Mặt trăng một cách hiệu quả mà còn có thể tiếp nhận năng lượng liên tục và ổn định. Điều này có nghĩa là Webb có thể duy trì nhiệt độ hoạt động dưới 50K trong thời gian dài, điều này rất quan trọng đối với các quan sát hồng ngoại.
Để duy trì nhiệt độ thấp này, Weber đã thiết kế một tấm chắn nắng lớn gồm 5 lớp làm bằng vật liệu mỏng như sợi tóc người. Những lớp này không chỉ làm giảm nhiệt từ mặt trời mà còn ngăn chặn bức xạ nhiệt từ trái đất và mặt trăng, duy trì sự ổn định của các thành phần, chắc chắn là nền tảng cho khả năng quan sát mạnh mẽ của nó.
Webb được trang bị bốn thiết bị khoa học tiên tiến là NIRCam, NIRSpec, MIRI và FGS/NIRISS. Mỗi thiết bị có khả năng quan sát riêng. Điều này cho phép Webb thực hiện phân tích hình ảnh và quang phổ ở các bước sóng khác nhau, bao gồm cả quan sát các ngoại hành tinh và các vật thể mờ khác.
Thiết kế chính xác của những thiết bị này không chỉ cung cấp hình ảnh rõ ràng mà còn phân biệt hiệu quả ánh sáng sao mờ với tiếng ồn xung quanh, điều này rất quan trọng trong việc khám phá các dấu hiệu của vũ trụ sơ khai.
Với hoạt động của kính thiên văn Webb, các nhà khoa học kỳ vọng sẽ khám phá được nhiều loại thiên thể mới, thậm chí có thể tiết lộ quá trình hình thành hành tinh và "nguồn gốc của sự sống". Với nhiều dự án quan sát được đề xuất, dữ liệu quan sát của Webb sẽ định hình nghiên cứu thiên văn trong nhiều thập kỷ và thế hệ sau.
Sứ mệnh của Webb không chỉ là tìm ra những bức tranh tráng lệ trong vũ trụ mà còn tiếp tục tiết lộ nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ chúng ta. Trong cuộc thám hiểm không gian bí ẩn này, Webber sẽ nâng cao hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và khơi dậy những suy nghĩ mới như thế nào?