Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA (JWST) là một đài quan sát không gian hồng ngoại được phóng vào ngày 25 tháng 12 năm 2021, từ địa điểm phóng của ESA tại Kourou ở Guiana thuộc Pháp, lúc 7:20 sáng EST (1220 GMT; 9:20 sáng theo giờ địa phương ở Kourou) , trên một tên lửa Arianespace Ariane 5. Nó là kính viễn vọng không gian lớn nhất và mạnh nhất cho đến nay.
Kính thiên văn James Webb là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu vũ trụ hiện đại. Kính được đặt tên để tưởng nhớ James E. Webb, người đã giám sát chương trình Apollo của NASA. Kính thiên văn này là kế thừa của Kính thiên văn không gian Hubble và được thiết kế để có khả năng quan sát cực độ phổ rộng hơn, từ vị trí gần Trái Đất hơn nhiều so với Hubble. Kính sử dụng các công nghệ tiên tiến như một gương chính có đường kính lớn, máy chủ thời gian và bộ lọc phổ để giúp các nhà khoa học xem sâu hơn vào vũ trụ và khám phá những bí ẩn của nó. Kính thiên văn James Webb sẽ mang lại nhiều kiến thức mới cho ngành thiên văn học và đóng góp vào việc tăng cường sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.
Kính thiên văn James Webb mạnh đến mức nào?
Kính thiên văn James Webb là một công cụ quan trọng và mạnh mẽ trong việc khám phá vũ trụ. Với đường kính gương chính lớn hơn gấp 6 lần so với kính Hubble và các công nghệ tiên tiến khác, kính thiên văn James Webb có khả năng quan sát vũ trụ ở cực độ phổ rộng hơn, từ vị trí gần Trái Đất hơn nhiều so với Hubble. Với khả năng quan sát trong các bước sóng gần hơn, kính thiên văn James Webb sẽ giúp các nhà khoa học có thể tìm hiểu sâu hơn về bản chất của các thiên thể và hiện tượng vũ trụ. Kính thiên văn này cũng được trang bị các thiết bị tiên tiến để giúp quan sát những hành tinh ngoài hệ mặt trời, các ngôi sao mới hình thành và các thiên thể khác trong vũ trụ. Vì vậy, kính thiên văn James Webb là một công cụ vô cùng mạnh mẽ và đầy tiềm năng để giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vũ trụ và nguồn gốc của chúng ta.
NASA đã công bố những hình ảnh khoa học đầu tiên từ Webb tại một sự kiện trực tiếp vào ngày 12 tháng 7 năm 2022. Khám phá những hình ảnh đầu tiên chi tiết hơn và ý nghĩa của nó đối với khoa học JWST.
Kính viễn vọng không gian James Webb trị giá 10 tỷ USD sẽ thăm dò vũ trụ để khám phá lịch sử vũ trụ từ Vụ nổ lớn đến sự hình thành ngoại hành tinh và hơn thế nữa. Đây là một trong những Đài quan sát Vĩ đại của NASA, các công cụ không gian khổng lồ bao gồm Kính viễn vọng Không gian Hubble nhìn sâu vào vũ trụ.
Để có tin tức và cập nhật mới nhất về sứ mệnh, hãy xem sứ mệnh của Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA: Trang cập nhật trực tiếp.
Elizabeth Howell (Tiến sĩ) đã trình bày chi tiết về Kính viễn vọng Không gian James Webb kể từ năm 2010, bao gồm việc thăm Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA và Phòng thí nghiệm David Florida của Canada để xem xét các thành phần của nó đang được xây dựng. Elizabeth đồng tác giả cuốn “Tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa” với nhà văn khoa học Nicholas Booth, nói về khoa học hành tinh mà Webb sẽ bổ sung trong những năm tới.
Thông tin kính viễn vọng không gian James Webb
Ngày phát hành: 25 tháng 12 năm 2021.
Chi phí (tại thời điểm ra mắt): 10 tỷ đô la.
Quỹ đạo: JWST sẽ quay quanh mặt trời, xung quanh điểm Lagrange thứ hai (L2), cách Trái đất gần 1 triệu dặm (1,5 triệu km).
Kích thước gương chính: ngang 21,3 feet (6,5 mét).
Kính chắn nắng: 69,5 ft x 46,5 ft (22 mét x 12 mét).
Khối lượng: 14.300 lbs (6.500 kg).
Chỉ mất 30 ngày để Kính viễn vọng Không gian James Webb đi gần một triệu dặm (1,5 triệu km) đến ngôi nhà cố định của nó: điểm Lagrange 2 – một vị trí ổn định về trọng lực trong không gian. Kính thiên văn đã đến L2, điểm Lagrange thứ hai của Mặt trời-Trái đất vào ngày 24 tháng 1 năm 2022.
L2 là một điểm ổn định về trọng lực nằm đối diện với mặt trời, cách Trái đất khoảng một triệu dặm (1,5 triệu km), mà Kính viễn vọng Không gian James Webb đã đến vào ngày 24 tháng 1 năm 2022. Đây là một vị trí được nhiều kính thiên văn không gian khác sử dụng, bao gồm Kính viễn vọng Không gian Herschel và Đài quan sát Không gian Planck. Vị trí này cho phép kính thiên văn nằm thẳng hàng với Trái đất khi quay quanh Mặt trời.
Theo thông tin từ NASA, Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ tập trung vào bốn lĩnh vực chính: sự hình thành của thiên hà, tìm hiểu các hệ thống sao và hành tinh, bắt đầu của vũ trụ và khả năng hỗ trợ sự sống. Vào ngày 11 tháng 7 năm 2022, NASA thông báo rằng tất cả 17 ‘chế độ’ của công cụ khoa học trên đài quan sát đã được kiểm tra hoàn chỉnh và Kính viễn vọng Không gian James Webb đã sẵn sàng để bắt đầu sứ mệnh khoa học của mình.
Kính viễn vọng không gian James Webb được phát triển như một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Canada. Theo thông tin từ NASA, hơn 300 trường đại học, tổ chức và công ty từ 29 tiểu bang và 14 quốc gia của Hoa Kỳ đã tham gia vào dự án này. JWST có thời hạn danh định là 5 năm, nhưng được đặt mục tiêu hoạt động trong vòng 10 năm theo ESA.
Kính viễn vọng không gian James Webb ở đâu?
Kính viễn vọng không gian James Webb hiện đang đặt tại L2, điểm Lagrange thứ hai của Mặt trời-Trái đất. L2 là một điểm trong không gian gần Trái đất nằm đối diện với mặt trời. Bạn có thể theo dõi Webb chi tiết hơn với Trang web Webb ở đâu của NASA (mở trong tab mới).
Một đoạn video HD ấn tượng ghi lại cảnh đài quan sát bay khỏi tên lửa Ariane 5 đã mang nó vào không gian. Đoạn video dài ba phút cho thấy Webb từ từ trôi ra khỏi sân khấu tên lửa và mở các tấm pin mặt trời của nó.
Kính viễn vọng không gian James Webb đã triển khai và thử nghiệm một ăng-ten chính vào ngày 26 tháng 12 năm 2021, trong một quá trình kéo dài khoảng một giờ, theo một tuyên bố của NASA (mở trong tab mới). Ăng-ten sẽ chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu khoa học hai lần mỗi ngày về Trái đất. Chỉ một ngày sau, vào ngày 27 tháng 12, đài thiên văn đã đi ra ngoài quỹ đạo của mặt trăng.
Vào ngày 31 tháng 12 năm 2021, Webb đã mở thành công tấm kính che nắng khổng lồ của mình. Việc căng 5 lớp của tấm chắn nắng bắt đầu vào ngày 3 tháng 1 năm 2022 và được hoàn thành vào ngày hôm sau. Gương thứ cấp của kính thiên văn sau đó đã được triển khai thành công và được chốt vào ngày 5 tháng 1 năm 2022.
Sau đó vào ngày 8 tháng 1 năm 2022, NASA thông báo rằng Kính viễn vọng Không gian James Webb đã mở thành công chiếc gương chính khổng lồ và hiện đã được triển khai hoàn chỉnh. Bước tiếp theo của Webb là căn chỉnh của 18 gương riêng lẻ tạo nên gương chính của đài quan sát. NASA ước tính công việc có thể mất tới 120 ngày sau khi phóng để việc căn chỉnh hoàn tất.
Kính viễn vọng không gian James Webb đã đến điểm đến cuối cùng: L2, điểm Lagrange thứ hai của Mặt trời-Trái đất, mà nó sẽ quay quanh, vào ngày 24 tháng 1 năm 2022 sau khi đi gần một triệu dặm (1,5 triệu km).
Hình ảnh kính viễn vọng Không gian James Webb
Những hình ảnh khoa học đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian James Webb đã được NASA chính thức công bố trong một sự kiện trực tiếp vào ngày 12 tháng 7, lúc 10:30 sáng EDT (14:30 GMT). Chúng bao gồm Vách đá vũ trụ trong Tinh vân Carina, Tinh vân Vòng Nam nổi bật, Bộ tứ Stephan và phân tích thành phần khí quyển của hành tinh khí nóng khổng lồ WASP-96 b.
Liên quan: Những bức ảnh đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian James Webb (bộ sưu tập)
“Bạn biết tôi vui mừng nhất về điều gì?” Thomas Zurbuchen, phó giám đốc phụ trách khoa học của NASA, cho biết trong sự kiện này sau khi những hình ảnh được tiết lộ. “Có hàng chục nghìn nhà khoa học – và thành thật mà nói, một số trong số họ chỉ mới sinh ra hoặc thậm chí chưa được sinh ra – những người đang hưởng lợi từ chiếc kính thiên văn tuyệt vời này vì nó sẽ ở bên chúng ta trong nhiều thập kỷ.”
Liên quan: Kìa! Những hình ảnh khoa học tuyệt đẹp đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian James Webb có ở đây.
Một ngày trước đó vào ngày 11 tháng 7 năm 2022, Tổng thống Joe Biden, Phó Chủ tịch Kamala Harris và Quản trị viên NASA Bill Nelson đã công bố hình ảnh khoa học chất lượng đầu tiên được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Hình ảnh tuyệt đẹp cho thấy tầm nhìn hồng ngoại sâu nhất của vũ trụ cho đến nay, theo một tuyên bố của NASA (mở trong tab mới), và được tạo ra chỉ bằng 12,5 giờ quan sát trên một trong bốn thiết bị của kính thiên văn.
Trước khi phát hành hình ảnh và dữ liệu đầu tiên, Webb đã cho chúng tôi xem một số hình ảnh ấn tượng trong quá trình kiểm tra thiết bị của mình.
Vào ngày 11 tháng 2, NASA đã thông báo (mở trong tab mới) rằng Kính viễn vọng Không gian James Webb đã chụp được những hình ảnh đầu tiên về ánh sáng sao. Hình ảnh đầu tiên được Webb chụp là của một ngôi sao có tên là HD 84406. Ánh sáng từ HD84406 được chụp bởi 18 phân đoạn gương của Webb nằm trên gương chính, tạo ra một bức tranh khảm gồm 18 chấm sáng rải rác.
“Khi Webb thẳng hàng và tập trung trong vài tháng tới, 18 chấm này sẽ dần trở thành một ngôi sao”, Thomas Zurbuchen, Phó quản trị viên của NASA cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học, cho biết trên Twitter (mở trong tab mới).
Vào ngày 18 tháng 2, NASA đã phát hành một hình ảnh mới và cải tiến của HD84406, đưa 18 bản sao không tập trung của một ngôi sao vào một hình lục giác có chủ ý. Khi đài quan sát đã căn chỉnh thành công các phân đoạn riêng lẻ của gương chính, nó sẽ bắt đầu quá trình xếp chồng hình ảnh. Điều này sẽ đưa 18 hình ảnh chồng lên nhau thành một chế độ xem rõ ràng.
Webb cũng đã chụp một bức ảnh “tự sướng” ấn tượng bằng camera chuyên dụng bên trong thiết bị NIRCam. Máy ảnh được thiết kế để sử dụng cho các mục đích kỹ thuật và căn chỉnh.
Trong ảnh “tự sướng”, bạn có thể thấy một trong những phân đoạn gương sáng hơn những mảnh khác, điều này là do đó là phân đoạn duy nhất tại thời điểm đó được căn chỉnh thành công và hướng vào một ngôi sao. Các đoạn nhân bản còn lại đã được căn chỉnh thành công từng đoạn một.
Vào ngày 28 tháng 4, NASA đã thông báo trong một tuyên bố (mở trong tab mới) rằng Kính viễn vọng Không gian James Webb đã hoàn thành giai đoạn căn chỉnh sau khi chứng minh nó có thể chụp “hình ảnh sắc nét, tập trung tốt” cho tất cả bốn công cụ khoa học của nó.
Vào ngày 11 tháng 7 năm 2022, Tổng thống Joe Biden, Phó Chủ tịch Kamala Harris và Quản trị viên NASA Bill Nelson đã công bố hình ảnh khoa học chất lượng đầu tiên được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Hình ảnh tuyệt đẹp cho thấy tầm nhìn hồng ngoại sâu nhất của vũ trụ cho đến nay, theo một tuyên bố của NASA (mở trong tab mới), và được tạo ra chỉ bằng 12,5 giờ quan sát trên một trong bốn thiết bị của kính thiên văn.
Nhiệm vụ khoa học của Kính viễn vọng Không gian James Webb
Nhiệm vụ khoa học của JWST về cơ bản được chia thành bốn lĩnh vực:
Ánh sáng đầu tiên và sự tái ion hóa
Điều này đề cập đến giai đoạn đầu của vũ trụ sau khi Vụ nổ lớn bắt đầu vũ trụ như chúng ta biết ngày nay. Trong giai đoạn đầu tiên sau Vụ nổ lớn, vũ trụ là một biển hạt (như electron, proton và neutron), và ánh sáng không thể nhìn thấy cho đến khi vũ trụ nguội đi đủ để các hạt này bắt đầu kết hợp. Một điều khác mà JWST sẽ nghiên cứu là điều gì đã xảy ra sau khi những ngôi sao đầu tiên hình thành; Kỷ nguyên này được gọi là “kỷ nguyên tái ion hóa” vì nó đề cập đến thời điểm hydro trung tính được tái ion hóa (được tạo ra để có điện tích trở lại) bởi bức xạ từ những ngôi sao đầu tiên này.
Hội các thiên hà
Nhìn vào các thiên hà là một cách hữu ích để xem vật chất được tổ chức như thế nào trên quy mô khổng lồ, từ đó cung cấp cho chúng ta những gợi ý về cách vũ trụ phát triển. Các thiên hà xoắn ốc và hình elip mà chúng ta thấy ngày nay thực sự tiến hóa từ các hình dạng khác nhau qua hàng tỷ năm, và một trong những mục tiêu của JWST là nhìn lại các thiên hà sớm nhất để hiểu rõ hơn về sự tiến hóa đó. Các nhà khoa học cũng đang cố gắng tìm ra cách chúng ta có được sự đa dạng của các thiên hà có thể nhìn thấy ngày nay, và các cách hiện tại mà các thiên hà hình thành và lắp ráp.
Nhưng câu chuyện liên quan:
– Kính viễn vọng không gian James Webb: Những bí ẩn khoa học mà không đài thiên văn nào khác có thể làm sáng tỏ
– Kỹ thuật đằng sau ‘cỗ máy ánh sáng đầu tiên’ không được phép hỏng hóc
– Sơn nó màu đen: đằng sau màu đặc trưng của Kính viễn vọng Không gian James Webb
Sự ra đời của các ngôi sao và hệ thống tiền hành tinh
“Trụ cột của Sự sáng tạo” của Tinh vân Đại bàng là một trong những nơi sinh ra các ngôi sao nổi tiếng nhất. Các ngôi sao nằm trong các đám mây khí, và khi các ngôi sao lớn lên, áp suất bức xạ mà chúng tạo ra sẽ thổi bay khí kén (có thể được sử dụng lại cho các ngôi sao khác, nếu không bị phân tán quá rộng.) Tuy nhiên, rất khó để nhìn thấy bên trong khí ga. Mắt hồng ngoại của JWST sẽ có thể quan sát các nguồn nhiệt, bao gồm cả những ngôi sao đang được sinh ra trong những cái kén này.
Hành tinh và nguồn gốc của sự sống
Thập kỷ qua đã chứng kiến số lượng lớn các hành tinh ngoài hành tinh được phát hiện, bao gồm cả với Kính viễn vọng Không gian Kepler đang tìm kiếm hành tinh của NASA. Các cảm biến mạnh mẽ của JWST sẽ có thể quan sát các hành tinh này ở độ sâu hơn, bao gồm (trong một số trường hợp) chụp ảnh bầu khí quyển của chúng. Hiểu được khí quyển và điều kiện hình thành của các hành tinh có thể giúp các nhà khoa học dự đoán tốt hơn nếu một số hành tinh có thể sinh sống được hay không.
Dụng cụ trên kính viễn vọng không gian James Webb
JWST được trang bị bốn thiết bị khoa học cho phép quan sát ở các bước sóng có thể nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại trung bình (0,6 đến 28,5 micromet).
Kính viễn vọng không gian James Webb so với Kính viễn vọng không gian Hubble
Tiến bộ khoa học là tất cả về “đứng trên vai của những người khổng lồ” và JWST sẽ làm điều đó, vì các mục tiêu khoa học của nó được thúc đẩy bởi các kết quả (mở trong tab mới) từ Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Hai kính thiên văn không gian có các khả năng khác nhau, trong khi Hubble chủ yếu quan sát vũ trụ ở bước sóng quang học và tia cực tím (với một số khả năng hồng ngoại.) JWST chủ yếu sẽ quan sát vũ trụ bằng tia hồng ngoại. Theo ESA, do sự giãn nở của vũ trụ, ánh sáng từ các vật thể ở xa chuyển sang có bước sóng dài hơn (mở ra trong tab mới) ở đầu màu đỏ hơn của quang phổ – được gọi là dịch chuyển đỏ. JWST sẽ quan sát rất chi tiết ánh sáng hồng ngoại này và làm sáng tỏ một số ngôi sao và thiên hà lâu đời nhất trong vũ trụ.
Một điểm khác biệt lớn giữa Kính viễn vọng Không gian James Webb và Kính viễn vọng Không gian Hubble là JWST sẽ quay quanh mặt trời, trong khi Hubble quay quanh Trái đất. JWST sẽ ở quá xa để được bảo dưỡng (mở trong tab mới), không giống như Hubble đã được các sứ mệnh tàu con thoi truy cập và phục vụ.
Kính viễn vọng không gian James Webb bị trì hoãn
Những điều tốt đẹp sẽ đến cho những người biết chờ đợi. JWST lần đầu tiên được dự kiến bay vào năm 2007 và kể từ đó sự kiên nhẫn của các nhà thiên văn học đã được kiểm tra nghiêm ngặt. Sự kết hợp của các vấn đề kỹ thuật, do dự chính trị và các vấn đề quản lý dự án đã góp phần vào vô số sự chậm trễ.
Vào tháng 7 năm 2011, các chính trị gia Hoa Kỳ đã đe dọa rút vốn (mở trong tab mới) cho JWST. Sau một vài tháng, tàu vũ trụ đã được cứu vào tháng 11 năm 2011. Sau đó, vào tháng 3 năm 2018, việc phóng JWST bị trì hoãn do các vấn đề kỹ thuật với tàu vũ trụ (mở trong tab mới). Cuối năm đó vào tháng 6, một hội đồng đánh giá độc lập (mở trong tab mới) đã đề xuất việc ra mắt được chuyển sang tháng 3 năm 2021.
Vào năm 2020, đại dịch coronavirus toàn cầu (COVID – 19) đã ảnh hưởng đến tiến độ của JWST và vào tháng 7 năm 2020, NASA đã công bố ngày khởi động mới (mở trong tab mới) là ngày 31 tháng 10 năm 2021. Mặc dù sự kiên trì và quyết tâm của nhóm JWST trong một thời gian khó khăn thời gian, sự chậm trễ tiếp tục đến.
Vào tháng 6 năm 2021, các vấn đề với phương tiện phóng Ariane 5 đã đẩy ngày phóng (mở trong tab mới) lùi sang tháng 11 hoặc có thể là đầu tháng 12 năm 2021. Sau đó, vào tháng 9, NASA và ESA thông báo thêm một lần trì hoãn nữa do đài quan sát vẫn chưa được vận chuyển khỏi vị trí ban đầu ở California đến địa điểm khởi động của ESA tại Kourou ở Guiana thuộc Pháp. Hai công ty đã công bố ngày ra mắt mới là ngày 18 tháng 12, nhưng thời tiết xấu đã sớm khiến điều đó dừng lại.
Cuối cùng, JWST đã phóng thành công vào ngày 25 tháng 12 năm 2021, từ địa điểm phóng của ESA tại Kourou ở Guiana thuộc Pháp, lúc 7:20 sáng EST (12 giờ 20 GMT; 9:20 sáng theo giờ địa phương ở Kourou), trên một tên lửa Arianespace Ariane 5.
Đặt tên cho Kính viễn vọng Không gian James Webb: Tranh cãi
Kính viễn vọng không gian trước đây được gọi là Kính viễn vọng Không gian Thế hệ Tiếp theo và được đổi tên (mở trong tab mới) là Kính viễn vọng Không gian James Webb vào tháng 9 năm 2002.
JWST được đặt tên cho cựu giám đốc NASA James Webb. Webb phụ trách cơ quan vũ trụ từ năm 1961 đến năm 1968, nghỉ hưu chỉ vài tháng trước khi NASA đưa con người đầu tiên lên mặt trăng.
Mặc dù nhiệm kỳ quản trị NASA của Webb gắn liền với chương trình mặt trăng Apollo, ông cũng được coi là người đi đầu trong lĩnh vực khoa học vũ trụ. Ngay cả trong thời điểm có nhiều bất ổn chính trị, Webb đã đặt ra các mục tiêu khoa học của NASA, viết rằng việc phóng một kính viễn vọng không gian lớn phải là mục tiêu chính của cơ quan vũ trụ.
NASA đã thực hiện hơn 75 nhiệm vụ khoa học không gian dưới sự hướng dẫn của Webb. Họ bao gồm các sứ mệnh nghiên cứu mặt trời, các ngôi sao và các thiên hà cũng như không gian ngay trên bầu khí quyển của Trái đất.
Không phải ai cũng hài lòng với việc chọn tên cho kính viễn vọng không gian. Một bản kiến nghị trực tuyến được thiết lập bởi các nhà phê bình thúc giục NASA đổi tên kính thiên văn do cho rằng Webb đã đồng lõa trong việc phân biệt đối xử với các nhân viên NASA đồng tính nam và đồng tính nữ trong nhiệm kỳ của mình. NASA cho biết họ sẽ không đổi tên kính thiên văn bất chấp những lời phàn nàn.