Các nhà khoa học của NASA sẽ sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb để nghiên cứu các “thế giới đại dương” – các mặt trăng của sao Mộc và sao Thổ - bằng các tính năng hồng ngoại để tập hợp các dữ liệu nhằm giúp đỡ cho các nhiệm vụ dẫn đường tới những nơi đó trong tương lai.
Kính viễn vọng không gian James Webb là sự bổ sung cho kính viễn vọng Hubble của NASA, đồng thời là chiếc kính viễn vọng không gian mạnh nhất từng được chế tạo. Cơ quan vũ trụ NASA đã thông báo rằng chiếc kính này sẽ được dùng để nghiên cứu các thế giới đại dương – mặt trăng Europa của sao Mộc và Enceladus của sao Thổ.
Một trong những mục tiêu khoa học của chiếc kính thiên văn này là nghiên cứu các hành tinh có thể hỗ trợ trong việc khám phá nguồn gốc sự sống.
Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến những cột hơi nước phun ra trên bề mặt của Enceladus và Europa – chúng là hỗn hợp gồm có hơi nước và các chất hữu cơ đơn giản. Trong khi một số hóa chất tìm thấy trong các cột hơi nước này có thể là chỉ thị của sự sống vi khuẩn, các chuyên gia lại cho rằng chúng cũng có thể là kết quả của các quá trình địa chất.
Các bằng chứng tập hợp được trước đó bởi dữ liệu từ các nhiệm vụ Cassini –Huygens và Galileo của NASA cho thấy những cột hơi nước này là kết quả của các hoạt động địa chất đang đun nóng các đại dương ngầm.
Nhà khoa học Heidi Hammel, nhà thiên văn học kiêm phó chủ tịch Hiệp hội Nghiên cứu Thiên văn của Các trường đại học (AURA). cho biết họ chọn hai mặt trăng này bởi vì “chúng có nhiều tiềm năng sẽ biểu hiện các dấu hiệu sinh vật học vũ trụ đáng chú ý”.
Hammel cũng thuộc cùng nhóm nghiên cứu về dự án kính James Webb với Geronimo Villanueva – một nhà khoa học hành tinh của Trung Tâm Phi hành Vũ trụ Goddard ở Greenbelt.
Nhóm nghiên cứu sử dụng máy ảnh của chiếc kính thiên văn này để chụp các bức ảnh có độ phân giải cao về Europa nhằm nghiên cứu bề mặt và tìm kiếm các khu vực bề mặt nhiệt độ cao có hoạt động phun hơi nước và các quá trình địa chất.
Khi một cột hơi nước được định vị, họ sẽ sử dụng quang phổ cận hồng ngoại (NIRSPec) các dụng cụ khác để phân tích cấu trúc thành phần quang phổ.
Hình ảnh minh họa mặt cắt ngang bên trong của lớp vỏ mặt trăng Enceladus, cho thấy hoạt động thủy nhiệt có thể là nguyên nhân tạo ra các cột nước ở trên bề mặt.
“Có phải chúng được làm từ nước đóng băng? Liệu hơi nước nóng có thoát ra không? Nhiệt độ ở các khu vực hoạt động và hơi nước phun ra là bao nhiêu? Các phép đo của kính James Webb sẽ cho phép chúng ta giải quyết những câu hỏi này một cách chính xác nhất từ trước đến nay” – Theo như nhà khoa học Villanueva phát biểu.
Enceladus nhỏ hơn gần 10 lần so với Europa, vì vậy sẽ không thể có được những bức ảnh có độ phân giải cao về bề mặt của nó, nhưng kính James Webb vẫn sẽ có thể phân tích cấu trúc phân tử của các cột hơi nước trên mặt trăng này và tiến hành phân tích các đặc điểm bề mặt của nó. Địa hình của mặt trăng này đã được tàu quỹ đạo Cassini của NASA vẽ bản đồ, tàu Cassini đã dành khoảng 13 năm để nghiên cứu sao Thổ và các vệ tinh của nó.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ có kế hoạch sử dụng NIRSPEc để nghiên cứu các dấu hiệu hữu cơ, chẳng hạn như khí mê-tan, mê-ta-non và ê-tan trong các cột hơi nước của cả hai mặt trăng này nếu chúng phun ra đúng lúc.
Ví dụ về dữ liệu mà kính viễn vọng Webbs có thể sẽ gửi về
