Theo kế hoạch, Kính thiên văn James Webb sẽ được phóng vào buổi sáng 25/12 (theo giờ địa phương) từ đảo Guiana thuộc Pháp. Ngoài việc điều tra về các hành tinh bên ngoài hệ Mặt trời của chúng ta, kính James Webb sẽ quan sát một số thiên hà hình thành sớm nhất sau Vụ nổ Lớn (Big Bang) và cấu trúc của chính vũ trụ.
James Webb sẽ hoạt động như một máy quay hồng ngoại, phát hiện ánh sáng mà chúng ta không nhìn thấy được và tiết lộ những vùng không gian ẩn.
Kính viễn vọng James Webb sẽ nhìn tới mọi giai đoạn của lịch sử vũ trụ, bao gồm cả những lần phát sáng đầu tiên sau Vụ nổ Lớn tạo ra vũ trụ của chúng ta và sự hình thành của các thiên hà, các ngôi sao và hành tinh tràn ngập bên trong nó ngày nay. Năng lực của James Webb cho phép đài quan sát này trả lời những câu hỏi của chúng ta về hệ Mặt trời và điều tra các tín hiệu mờ nhạt từ các thiên hà đầu tiên được hình thành cách đây 13,5 tỷ năm.
Marcia Rieke, Giáo sư Thiên văn học tại Đài quan sát Steward của Đại học Arizona, cho biết: “Chúng ta hiện có thể nhìn thấy các thiên hà từ 500 triệu đến 600 triệu năm sau vụ nổ Big Bang, tức gần 13 tỷ năm trước trên kính thiên văn Webb”.
Cho đến nay, những gì các nhà khoa học quan sát được từ khoảng thời gian này trông giống với những gì chúng ta đã hiểu.
Kính viễn vọng không gian James Webb được nạp nhiên liệu bên trong cơ sở của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) tại Guiana/Pháp. Ảnh: ESA
Giáo sư Rieke nói: “Tuy nhiên, logic chỉ ra rằng tại một số thời điểm trong vài trăm triệu năm đầu tiên, những vật thể trông quen thuộc này phải đến từ một nơi nào đó và tiến hóa. Rốt cuộc, các thiên hà không mọc lên từ con số không, chỉ sau một đêm”.
Máy ảnh hồng ngoại trên kính Webb có thể tiết lộ ánh sáng đầu tiên mờ nhạt từ các thiên hà khi chúng hình thành trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ. Khi vũ trụ giãn nở, những thiên hà xa xôi này đang di chuyển ra xa chúng ta nhanh đến mức bước sóng ánh sáng của chúng bị giãn ra cho đến mức chúng chỉ có thể nhìn thấy mờ nhạt trong ánh sáng hồng ngoại – Giáo sư Rieke giải thích.
Với năng lực của kính Webb, các nhà nghiên cứu sẽ có thể đến gần Big Bang gấp bốn lần so với Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Vụ phóng kính James Webb đã bị trì hoãn nhiều năm so với ngày dự kiến phóng đầu tiên là vào năm 2007.
Kính Webb được đưa lên một quả tên lửa Ariane 5, di chuyển tới bệ phóng tại cơ sở của ESA tại Guiana, Pháp. Ảnh: D.M
Chiếc kính thiên văn mạnh nhất trong lịch sử này sắp thay đổi cách chúng ta nhìn vũ trụ.
Ông George Rieke, chồng của Giáo sư Marcia Rieke, cũng là một Giáo sư thiên văn học tại Đài quan sát Steward của Đại học Arizona, hiện đang làm việc với kính James Webb với tư cách là trưởng nhóm khoa học về Dụng cụ hồng ngoại giữa kính thiên văn. Công cụ này sẽ cho phép Webb nhìn xa hơn trên phổ hồng ngoại.
Mỗi kính viễn vọng không gian được xây dựng dựa trên kiến thức thu được từ kính viễn vọng trước đó. Trong trường hợp của Webb, gương của nó lớn hơn gần 60 lần so với các kính viễn vọng không gian trước đây, bao gồm cả Kính viễn vọng Không gian Spitzer đã “nghỉ hưu”. Đài quan sát này cũng cải thiện độ nhạy và độ phân giải so với Kính viễn vọng Không gian Hubble nổi tiếng.
Thu thập các quan sát hồng ngoại từ không gian ngăn cản sự can thiệp do nhiệt từ hành tinh của chúng ta và bầu khí quyển của nó tạo ra.
Tàu vũ trụ bao gồm một tấm chắn nắng 5 lớp sẽ mở ra để đạt kích thước của một sân tennis. Nó sẽ bảo vệ tấm gương khổng lồ và các dụng cụ của James Webb khỏi sức nóng của Mặt trời vì chúng cần được giữ ở nhiệt độ siêu lạnh, âm 370 độ F (âm 188 độ C), để hoạt động.
Giáo sư George Rieke nói: “Điều này thực sự thú vị khi chúng ta sẽ xem xét những thứ hoàn toàn nằm ngoài tầm với”.
Các câu hỏi quan trọng về vũ trụ có thể được giải đáp khi các nhà khoa học tiếp cận được dữ liệu từ các bước sóng ánh sáng khác nhau. Kính thiên văn Webb sắp có một cái nhìn chưa từng thấy về những thứ ngoài hành tinh đầy hấp dẫn này
Tên lửa vũ trụ Ariane 5 sẽ đưa kính viễn vọng James Webb lên không gian. Ảnh: D.M
“Sự hào hứng trong thiên văn học suốt 70 năm qua là nhìn vào các bước sóng khác nhau. Trước đó, tất cả hoạt động thiên văn học đều được thực hiện dưới dạng quang học và việc nhìn vào vũ trụ bằng quang học giống như đi xem buổi hòa nhạc giao hưởng và chỉ nghe một nốt nhạc. Bây giờ, chúng ta đã có toàn bộ bản giao hưởng”, Giáo sư George Rieke nhấn mạnh.
Các quan sát của kính James Webb có thể xác nhận hoặc bổ sung hoàn toàn các dự đoán và ý tưởng mà các nhà khoa học đã có về nguồn gốc của vũ trụ và cách nó phát triển.
"Chúng tôi muốn biết, làm thế nào chúng ta đến được đây từ Vụ nổ Lớn?" - John Mather, nhà khoa học cấp cao trong dự án Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA cho biết. "Chúng tôi muốn quan sát những thiên hà đầu tiên đang phát triển. Có những vùng bụi tối làm lệch tầm nhìn của chúng tôi về những thời điểm sớm nhất khi các ngôi sao đang phát triển, nhưng chúng tôi có thể nhìn thấy chúng bằng tia hồng ngoại”.
Hiểu được lý do tại sao các thiên hà ở xa lại khác với những thiên hà gần hơn với Dải Ngân hà của chúng ta sẽ giúp lấp đầy khoảng trống kiến thức quan trọng.
"Chúng ta có câu chuyện về vũ trụ dài 13,8 tỷ năm này và còn thiếu một vài đoạn quan trọng trong chương đầu tiên của câu chuyện" - Amber Straughn, nhà vật lý thiên văn và Phó dự án Webb về truyền thông tại Trung tâm chuyến bay vũ trụ Goddard của NASA cho biết. "Những gì chúng tôi thực sự đang cố gắng làm ở đây là tìm ra cách kết hợp những phần đó của câu chuyện lại với nhau và tìm hiểu thêm về toàn bộ quá trình này."