Ngày 11/7, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã công bố bức ảnh màu đầu tiên của kính viễn vọng James Webb. Hình ảnh được chia sẻ sau khoảng thời gian các kỹ sư hiệu chỉnh kính viễn vọng từ khi phóng lên quỹ đạo quanh Mặt Trời vào tháng 12/2021.
Có tên “Webb”s First Deep Field“(Cái nhìn sâu đầu tiên của Webb), đây là”bức ảnh hồng ngoại chụp vũ trụ sơ khởi với độ sâu và độ sắc nét lớn nhất" từ trước đến nay, giúp nhìn lại lịch sử 13 tỷ năm, NASA cho biết.
Trước đó, cơ quan này đã đăng tải một số ảnh của James Webb trong giai đoạn hiệu chỉnh. Đây là những là bước đi đầu tiên trong sứ mệnh thay đổi cách con người nhìn nhận lịch sử vũ trụ.
Dữ liệu gốc không phải hình ảnh
Joseph DePasquale, trưởng bộ phận xử lý ảnh của James Webb tại Viện khoa học Kính viễn vọng Không gian bày tỏ cảm giác “giải tỏa” và “biết ơn” với khoảnh khắc hình ảnh được công bố. Đó là thành quả sau nhiều tháng làm việc, xen lẫn cảm xúc khó tả.
“Có thể nói hình ảnh đầu tiên mà tôi làm việc cũng là một trong những bức ảnh đầu tiên nhận về. Tôi đã phân tích sâu các chi tiết. Khi lùi lại và nhìn toàn bộ bức ảnh, tôi có cảm giác choáng ngợp và cảm động. Theo đúng nghĩa đen, tôi ngồi trên bàn, biết rằng bản thân là người đầu tiên trên thế giới nhìn thấy ảnh màu của Webb. Đó là khoảnh khắc tuyệt vời”, DePasquale cho biết.
Hình ảnh màu đầu tiên của James Webb cho thấy cụm thiên hà SMACS 0723, cách Trái Đất 4,6 tỷ năm ánh sáng. Những chi tiết của cụm thiên hà được chụp rất rõ nét, cho thấy ánh sáng lấp lánh từ nhiều thiên hà khác nhau.
Hình ảnh màu đầu tiên của kính viễn vọng James Webb cho thấy cụm thiên hà SMACS 0723. Ảnh: NASA.
Theo NewScientist, dữ liệu ban đầu của bức ảnh được gửi về DePasquale và đồng nghiệp, Alyssa Pagan dưới dạng mã nhị phân (số 1 và 0). Chúng được xử lý để tạo ra file ảnh thô, lưu kho tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian. Những hình ảnh này rất khác so với thành phẩm được NASA công bố.
DePasquale cho biết ảnh thô có dải nhạy sáng (dymanic range) rất cao, nhiều chi tiết ẩn sâu trong các vùng tối. “Khi lần đầu mở ảnh, nó giống như màn hình trống, toàn màu đen”, DePasquale cho biết. Đội ngũ của ông đã dùng phần mềm xử lý để tăng độ sáng, nhằm thể hiện rõ những chi tiết trong ảnh.
Dù vậy, hình ảnh sau khi xử lý bước đầu có màu trắng và đen, do thiết bị quan sát của James Webb chỉ tạo ra dữ liệu đơn sắc. Để “tô màu” cho hình ảnh, nhóm nghiên cứu đã lập bản đồ bước sóng của ánh sáng hồng ngoại, được kính viễn vọng ghi lại ở dạng đơn sắc thành 3 màu đỏ, xanh dương và xanh lá. Bằng cách kết hợp 3 hình ảnh với độ sáng tối đại diện cho từng màu sắc, đội ngũ của DePasquale đã cho ra bức ảnh màu hoàn thiện.
Đó cũng là cách được nhóm nghiên cứu của kính viễn vọng Hubble áp dụng trong những năm đầu, tạo ra “bảng màu Hubble” đặc trưng gồm đất son, vàng và xanh mòng két. Điểm khác biệt là đội ngũ James Webb sẽ chuyển dữ liệu hồng ngoại có bước sóng dài nhất sang hình ảnh có màu đỏ, trong khi những bước sóng ngắn hơn đại diện cho xanh lá và xanh dương.
DePasquale muốn tạo ra “bảng màu JWST (James Webb Space Telescope)”. Tuy nhiên, màu sắc đặc trưng còn phụ thuộc vào công cụ mà James Webb sử dụng. Trong khi camera hồng ngoại gần (NIRCam) tạo ra ảnh có màu nâu đất và xanh dương đậm, hệ thống quan sát hồng ngoại tầm trung (MIRI) lại cho màu sắc nghiêng về tím và xanh dương.
Hình ảnh được công bố ngày 16/3 của James Webb, cho thấy ngôi sao 2MASS J17554042 + 6551277 cùng các thiên hà xung quanh. Ảnh: NASA.
Nếu nhìn kỹ, ảnh màu của James Webb thể hiện nhiều ngôi sao 6 cánh, bị chia đôi bởi một đường mảnh. “Điều đó rất độc đáo đối với James Webb, tôi nghĩ rằng sẽ đến lúc chúng trở thành chi tiết đặc trưng (trong ảnh chụp bởi James Webb)”, DePasquale cho biết. Hiệu ứng được tạo ra do tấm gương lục giác của kính viễn vọng.
"Thời khắc lịch sử của nền khoa học"
“Thật kinh ngạc, Đây là thời khắc lịch sử của nền khoa học công nghệ đối với nước Mỹ và toàn thể nhân loại”, Tổng thống Mỹ Joe Biden cho biết trong sự kiện công bố hình ảnh tại Nhà Trắng.
“Chúng ta đang nhìn vào quá khứ hơn 13 tỷ năm”, Bill Nelson, Giám đốc NASA cho biết. Ông mô tả hình ảnh với tia sáng của thiên hà uốn quanh những thiên hà khác, trải qua hàng tỷ năm trước khi được James Webb ghi nhận.
Theo The Guardian, đó là một trong loạt ảnh màu độ phân giải cao từ James Webb, dự kiến được công bố trong buổi họp báo tại Maryland vào 10h30 ngày 12/7 (giờ Mỹ), tức 21h30 cùng ngày (giờ Việt Nam).
Trong tương lai, NASA sẽ công bố những bức ảnh cách Trái Đất khoảng 13,5 tỷ năm, gần điểm bắt đầu của vũ trụ. Nelson nói thêm rằng James Webb “sẽ chính xác đến mức bạn có thể xem liệu các hành tinh có thể sinh sống được không”. Những hình ảnh đầu tiên chỉ là một phần rất nhỏ của bầu trời đêm.
James Webb được xem là kính viễn vọng mạnh mẽ nhất của thế giới. Theo CNN, James Webb có mặt gương rộng 6,5 m, cho phép thu thập nhiều ánh sáng từ các vật thể trong vũ trụ. Thu nhiều ánh sáng đồng nghĩa kính viễn vọng có thể quan sát càng nhiều chi tiết.
Tổng thống Mỹ Joe Biden và Phó tổng thống Kamala Harris tại sự kiện công bố hình ảnh màu đầu tiên của James Webb. Ảnh: NASA.
Đó là tấm gương lớn nhất mà NASA từng chế tạo cho kính viễn vọng. Tấm gương của James Webb lớn hơn 60 lần so với những kính thiên văn trước đây. Độ phân giải và độ nhạy của kính cũng cao hơn Hubble, kính viễn vọng hoạt động lần đầu từ năm 1990.
Điều này đồng nghĩa James Webb có khả năng phát hiện các vật thể mờ hơn 100 lần so với Hubble. Kính thiên văn cũng có thể nhìn vũ trụ bằng tia hồng ngoại, cho phép quan sát các thiên hà được sinh ra chỉ 200 triệu năm sau vụ nổ lớn (Big Bang).
Với những công cụ hiện đại, James Webb có thể phân tích bầu khí quyển các ngoại hành tinh, quan sát một số thiên hà lâu đời nhất trong vũ trụ bằng hệ thống thấu kính, bộ lọc và lăng kính để phát hiện tín hiệu trong quang phổ hồng ngoại mà mắt người không thể nhìn thấy. Marcia Rekie, Giáo sư Thiên văn Đại học Arizona cho biết hệ thống này đang “hoạt động hoàn hảo”.
“James Webb có thể nhìn ngược thời gian, đến thời điểm ngay sau Big Bang bằng cách quan sát những thiên hà nằm rất xa, ánh sáng mất hàng tỷ năm để đến chúng ta... Do lớn hơn Hubble, James Webb có thể nhìn những thiên hà nằm xa hơn”, Jonathan Gardner, nhà khoa học cấp cao của dự án tại NASA cho biết.
NASA sẽ công bố tiếp những gì?
James Webb do NASA phối hợp cùng Cơ quan Vũ trụ châu Âu phát triển từ cuối thập niên 1990. Kể từ đó, hàng nghìn nhà khoa học, kỹ thuật viên và kỹ sư từ 14 quốc gia đã dành hơn 40 triệu giờ để xây dựng.
Kính viễn vọng trị giá 10 tỷ USD được phóng từ cuối năm 2021, đang trong các giai đoạn thử nghiệm cuối cùng trước khi chính thức vận hành vào cuối năm nay. Các nhà khoa học kỳ vọng James Webb sẽ cung cấp những hình ảnh chi tiết, giúp chúng ta hiểu hơn về nguồn gốc vũ trụ, tìm ra manh mối về sự hình thành, tồn tại của con người và sự sống ngoài Trái Đất.
James Webb được xem là kính viễn vọng không gian mạnh mẽ nhất từng được chế tạo. Ảnh: NASA.
Gillian Wright, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Thiên văn Vương quốc Anh ở Edinburgh, chịu trách nhiệm cho thiết bị hồng ngoại (MIRI) của James Webb cho biết toàn bộ kính viễn vọng đang hoạt động rất tốt. Phó Tổng thống Mỹ Kamala Harris cho biết James Webb là “một trong những thành tựu khoa học kỹ thuật vĩ đại của nhân loại”.
Theo NASA, James Webb có 5 mục tiêu quan sát đầu tiên, bao gồm tinh vân Carina, cách chúng ta khoảng 7.600 năm ánh sáng, là nơi tồn tại nhiều ngôi sao khổng lồ, lớn hơn Mặt Trời vài lần.
Mục tiêu quan sát quan trọng khác của James Webb là WASP-96 b, hành tinh khổng lồ nằm ngoài Hệ Mặt Trời, chủ yếu tạo thành bởi khí. Tiếp theo là tinh vân nằm ở vành đai phía nam, đám mây khí bao quanh một ngôi sao đang chết, cách Trái Đất 2.000 năm ánh sáng. Loạt ảnh sắp được NASA công bố còn bao gồm nhóm thiên hà Stephan được phát hiện năm 1877.
