Những hình ảnh ấn tượng nhất được ghi lại bằng kính thiên văn James Webb trong năm 2023

Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) đã kết thúc một năm tròn hoạt động khoa học đầu tiên của nó và ngoài việc “phá vỡ” vũ trụ học, kính thiên văn này còn mang đến cho nhân loại một số hình ảnh ngoạn mục nhất về không gian sâu thẳm chưa từng thấy trước đây.

Sự làm việc chăm chỉ và cống hiến của JWST đã đẩy tầm với của nhân loại đi xa hơn bao giờ hết, phát hiện ra ánh sáng đã truyền qua không gian rộng lớn trong hơn 13 tỷ năm. Vật lộn với vị trí của chúng ta trong vũ trụ, chúng ta phải hiểu chính vũ trụ, và Webb đã làm sáng tỏ một số bí ẩn lớn nhất đồng thời khám phá ra những câu đố mới. Trong mỗi bức ảnh đẹp dưới đây là những hiểu biết mới đáng kinh ngạc, những thành tựu khoa học đáng chú ý và những câu hỏi hóc búa về vũ trụ.

Nội dung

NGC 346: Một tấm gương kề cạnh của quá khứ xa xôi
Các khối xây dựng của cuộc sống
Những thiên hà cổ đại và khổng lồ thách thức lời giải thích
Những cảnh tượng ngoạn mục ngay trước vụ nổ siêu tân tinh
Không thời gian uốn cong trọng lực
Bức ảnh đầu tiên về vành đai tiểu hành tinh bên ngoài hệ mặt trời
45,000 thiên hà lấp lánh trong một bức ảnh Webb
Trả lời các câu hỏi vũ trụ
Cái nhìn tuyệt đẹp về sao Thổ của Webb
Các vành đai và Mặt trăng của sao Thiên Vương
Bầu khí quyển của sao Mộc hoang dã hơn chúng ta nghĩ
Cuộc đụng độ vũ trụ của những kẻ khổng lồ
M51 tuyệt diệu
Crab Nebula và M83
Những bí ẩn trong lòng thiên hà của chúng ta
Tinh vân Chiếc Nhẫn thật tuyệt vời
Cái nhìn đầy màu sắc nhất về vũ trụ từ trước đến nay

NGC 346: Một tấm gương kề cạnh của quá khứ xa xôi

NGC 346 là một cụm sao trẻ nằm cách Trái đất khoảng 200,000 năm ánh sáng trong đám mây Magellan nhỏ (SMC) nổi tiếng. NGC 346 gây hứng thú cho các nhà khoa học vì các điều kiện của nó phản ánh vũ trụ sơ khai có thể giống như khoảng 10 tỷ năm trước khi quá trình hình thành sao diễn ra nhanh chóng và thường xuyên.

NGC 346 (NIRCam) | Credit: Khoa học: NASA, ESA, CSA, Olivia C. Jones (UK ATC), Guido De Marchi (ESTEC), Margaret Meixner (USRA) | Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI), Nolan Habel (USRA), Laura Lenkić (USRA), Laurie E. U. Chu (NASA Ames)

Các khối xây dựng của cuộc sống

Các công cụ hình ảnh đáng kinh ngạc của Webb cho phép nó nhìn xuyên qua bụi giữa các vì sao và giải quyết các chi tiết mà những quan sát trước đó bỏ sót. Nhìn vào đám mây phân tử tối Chamaeleon I cách Trái đất 630 năm ánh sáng, camera cận hồng ngoại (NIRCam) của Webb đã tìm thấy các khối xây dựng của sự sống gồm carbon, hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh.

"Vật liệu đám mây mỏng, lạnh (màu xanh, ở giữa) được chiếu sáng trong vùng hồng ngoại bởi ánh sáng của tiền sao trẻ (protostar) Ced 110 IRS 4 đang trôi dạt ra (màu cam, phía trên bên trái). Ánh sáng từ nhiều ngôi sao nền, được coi là những chấm màu cam phía sau đám mây, có thể được sử dụng để phát hiện các băng trong đám mây, chúng hấp thụ ánh sáng sao đi qua chúng," đội ngũ Webb giải thích. | Credit: NASA, ESA, CSA, và M. Zamani (ESA/Webb); Khoa học: F. Sun (Steward Observatory), Z. Smith (Open University), và đội ngũ Ice Age ERS. — “Vật liệu đám mây mỏng, lạnh (màu xanh, ở giữa) được chiếu sáng trong vùng hồng ngoại bởi ánh sáng của tiền sao trẻ (protostar) Ced 110 IRS 4 đang trôi dạt ra (màu cam, phía trên bên trái). Ánh sáng từ nhiều ngôi sao nền, được coi là những chấm màu cam phía sau đám mây, có thể được sử dụng để phát hiện các băng trong đám mây, chúng hấp thụ ánh sáng sao đi qua chúng,” đội ngũ Webb giải thích. | Credit: NASA, ESA, CSA, và M. Zamani (ESA/Webb); Khoa học: F. Sun (Steward Observatory), Z. Smith (Open University), và đội ngũ Ice Age ERS.

Những thiên hà cổ đại và khổng lồ thách thức lời giải thích

Mặc dù không nằm trong số những hình ảnh trực quan thú vị nhất của Webb, nhưng kính viễn vọng không gian này đã xác định được sáu thiên hà, như được quan sát vào khoảng 500 đến 700 triệu năm sau sự kiện Big Bang, đều có những phần thú vị và khó hiểu giống nhau.

Một bức tranh khảm do James Webb sưu tầm về một vùng không gian gần Bắc Đẩu, với các phần bên trong cho thấy vị trí của sáu thiên hà ứng cử viên mới từ buổi bình minh của vũ trụ. | Credit: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Đại học Công nghệ Swinburne). Xử lý hình ảnh: G. Brammer (Trung tâm Bình minh Vũ trụ của Viện Niels Bohr tại Đại học Copenhagen).

Những cảnh tượng ngoạn mục ngay trước vụ nổ siêu tân tinh

Ngôi sao Wolf-Rayet xinh đẹp này là giai đoạn ngắn ngủi của một ngôi sao ngay trước khi nó bước vào một vụ nổ siêu tân tinh. Đây là ngôi sao WR 124, nằm cách Trái đất khoảng 15,000 năm ánh sáng trong chòm sao Nhân Mã.

Ngôi sao Wolf-Rayet WR 124 | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, đội ngũ sản xuất Webb ERO

Không thời gian uốn cong trọng lực

Mặc dù Webb có thể nhìn rất xa vào không gian — và từ đó nhìn vào quá khứ xa xôi của vũ trụ – nhưng nó phải tận dụng sức mạnh của thấu kính hấp dẫn để phát hiện ánh sáng xa nhất, mờ nhất. Thấu kính hấp dẫn là khi một chùm vật chất tạo ra trường hấp dẫn làm cong và phóng đại ánh sáng từ các vật thể phía sau nó. Cụm thiên hà ở tiền cảnh cho phép Webb phát hiện thiên hà Cosmic Seahorse và hình ảnh cho thấy hiệu ứng bẻ cong ánh sáng đáng kinh ngạc của lực hấp dẫn trong vũ trụ.

Thiên hà Cosmic Seahorse | Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Rigby

Bức ảnh đầu tiên về vành đai tiểu hành tinh bên ngoài hệ mặt trời

Kính viễn vọng James Webb đã đạt được một cột mốc quan trọng khác trong năm 2023 khi chụp được bức ảnh đầu tiên về vành đai tiểu hành tinh bên ngoài hệ mặt trời.

"Hình ảnh chiếc đĩa mảnh bụi phủ đầy bụi bao quanh ngôi sao trẻ Fomalhaut thu được từ thiết bị hồng ngoại trung (MIRI) của Webb. Nó tiết lộ ba vành đai lồng nhau kéo dài tới 23 tỷ km (14,3 tỷ dặm) tính từ ngôi sao. Những chiếc thắt lưng bên trong, thứ chưa từng được nhìn thấy trước đây, lần đầu tiên được Webb tiết lộ." | Credits: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (Đại học Arizona) — “Hình ảnh chiếc đĩa mảnh bụi phủ đầy bụi bao quanh ngôi sao trẻ Fomalhaut thu được từ thiết bị hồng ngoại trung (MIRI) của Webb. Nó tiết lộ ba vành đai lồng nhau kéo dài tới 23 tỷ km (14,3 tỷ dặm) tính từ ngôi sao. Những chiếc thắt lưng bên trong, thứ chưa từng được nhìn thấy trước đây, lần đầu tiên được Webb tiết lộ.” | Credits: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (Đại học Arizona)

45,000 thiên hà lấp lánh trong một bức ảnh Webb

Là một phần của khảo sát ngoài thiên hà sâu nâng cao của JWST (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey hay viết tắt là JADES), Webb đã chụp được hình ảnh khu vực GOODS-South của bầu trời và tìm thấy một vùng 45,000 thiên hà đáng kinh ngạc, gần như mọi thiên hà đều có dấu hiệu hình thành sao.

"Hình ảnh hồng ngoại này từ kính viễn vọng James Webb (JWST) của NASA được chụp cho chương trình JADES. Nó cho thấy một phần của bầu trời được gọi là GOODS-South, đã được kính viễn vọng không gian Hubble và các đài quan sát khác nghiên cứu kỹ lưỡng. Hơn 45,000 thiên hà có thể được nhìn thấy ở đây." | Credits: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Đại học Arizona), Daniel Eisenstein (CfA). Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI) — “Hình ảnh hồng ngoại này từ kính viễn vọng James Webb (JWST) của NASA được chụp cho chương trình JADES. Nó cho thấy một phần của bầu trời được gọi là GOODS-South, đã được kính viễn vọng không gian Hubble và các đài quan sát khác nghiên cứu kỹ lưỡng. Hơn 45,000 thiên hà có thể được nhìn thấy ở đây.” | Credits: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Đại học Arizona), Daniel Eisenstein (CfA). Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI)

Trả lời các câu hỏi vũ trụ

Trong ảnh Herbig-Haro 46/47 của Webb, một thiên hà hình dấu chấm hỏi xuất hiện.

Herbig-Haro 46/47 được nhìn thấy bởi thiết bị NIRCam của Webb. Hình vuông màu đỏ hiển thị vị trí của dấu chấm hỏi vũ trụ. | Credit: NASA, ESA, CSA / Xử lý hình ảnh: Joseph DePasquale (STScI)

Hình ảnh được cắt ra cho thấy dấu chấm hỏi trong vũ trụ.

Tiến sĩ Christopher T. Britt, nhà khoa học về Giáo dục và Tiếp cận tại Văn phòng Tiếp cận Công chúng của STScI, giải thích: “Vật thể hình dấu hỏi có lẽ là một cặp thiên hà xa xôi ở phía sau đang hợp nhất.” “Khi chúng đến gần và tương tác, hình dạng của mỗi thiên hà có thể bị biến dạng, bao gồm cả việc xé toạc những dòng sao và khí gas.”

Cái nhìn tuyệt đẹp về sao Thổ của Webb

Các vành đai của sao Thổ chưa bao giờ trông đẹp đến thế. Webb đã chụp được bức ảnh đầu tiên về sao Thổ trong năm 2023, khám phá những chi tiết chưa từng thấy trước đây. Webb thực hiện một ảnh khác ở sao Thổ vào mùa hè cùng năm, mang đến bức chân dung hành tinh thậm chí còn đẹp hơn.

Sao Thổ được nhìn thấy bởi NIRCam. | Credit: NASA, ESA, CSA, Matthew Tiscareno (Viện SETI), Matthew Hedman (Đại học Idaho), Maryame El Moutamid (Đại học Cornell), Mark Showalter (Viện SETI), Leigh Fletcher (Đại học Leicester), Heidi Hammel (AURA). Xử lý hình ảnh bởi Joseph DePasquale.

Các vành đai và Mặt trăng của sao Thiên Vương

Sao Thổ không phải là thành viên duy nhất của hệ Mặt trời được chụp chân dung bằng Webb. NIRCam cũng quan sát sao Thiên Vương, cho thấy hành tinh xinh đẹp, thanh bình này với những vành đai bí ẩn và Mặt trăng của nó.

"Hình ảnh này của sao Thiên Vương từ NIRCam (camera cận hồng ngoại) trên kính viễn vọng James Webb của NASA cho thấy hành tinh này và các vành đai của nó với độ rõ nét mới. Hình ảnh của Webb ghi lại một cách tinh tế chỏm cực bắc theo mùa của sao Thiên Vương, bao gồm chỏm bên trong sáng, trắng và làn tối ở đáy chỏm cực. Các vòng bên trong và bên ngoài mờ của sao Thiên Vương cũng có thể nhìn thấy trong hình ảnh này, bao gồm cả vòng Zeta khó nắm bắt - vòng này cực kỳ mờ và khuếch tán gần hành tinh nhất," NASA lý giải. Hình ảnh này cũng bao gồm 9 trong số 27 mặt trăng đã biết của sao Thiên Vương. Theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ vị trí 2 giờ, các mặt trăng có thể nhìn thấy được gồm Rosalind, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Bianca, Portia, Juliet, và Perdita. | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI — “Hình ảnh này của sao Thiên Vương từ NIRCam (camera cận hồng ngoại) trên kính viễn vọng James Webb của NASA cho thấy hành tinh này và các vành đai của nó với độ rõ nét mới. Hình ảnh của Webb ghi lại một cách tinh tế chỏm cực bắc theo mùa của sao Thiên Vương, bao gồm chỏm bên trong sáng, trắng và làn tối ở đáy chỏm cực. Các vòng bên trong và bên ngoài mờ của sao Thiên Vương cũng có thể nhìn thấy trong hình ảnh này, bao gồm cả vòng Zeta khó nắm bắt – vòng này cực kỳ mờ và khuếch tán gần hành tinh nhất,” NASA lý giải. Hình ảnh này cũng bao gồm 9 trong số 27 mặt trăng đã biết của sao Thiên Vương. Theo chiều kim đồng hồ, bắt đầu từ vị trí 2 giờ, các mặt trăng có thể nhìn thấy được gồm Rosalind, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Bianca, Portia, Juliet, và Perdita. | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI

Bầu khí quyển của sao Mộc hoang dã hơn chúng ta nghĩ

Không thể bỏ qua, sao Mộc khổng lồ cũng được chụp ảnh trong năm 2023. Nhờ độ phân giải của Webb, các nhà khoa học đã phát hiện ra dòng tia tốc độ cao trong bầu khí quyển của hành tinh này.

Sao Mộc chưa bao giờ trông đẹp đến thế. Chú ý đến cực quang ở cực bắc và cực nam của hành tinh này. | Credit: NASA/ESA/CSA/STScI

Cuộc đụng độ vũ trụ của những kẻ khổng lồ

NGC 3256, một “thiên hà đặc biệt”, trông thật rực rỡ trong ảnh của Webb. Vụ va chạm vũ trụ cho thấy sự hợp nhất của các thiên hà cách chúng ta khoảng 120 triệu năm ánh sáng và vụ nổ dữ dội đã kích hoạt sự hình thành sao đáng kể.

NGC 3256 | Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, L. Armus, A. Evans

M51 tuyệt diệu

Là một phần của phản hồi về các quan sát cụm sao ngoài thiên hà mới nổi (Feedback in Emerging extragalactic Star clusTers hay viết tắt là FEAST), Webb đã xem xét thiên hà M51. Và, thật không thể tin được.

M51 được nhìn thấy bởi NIRCam | Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Đại học Stockholm) và đội FEAST JWST team — M51 được nhìn thấy bởi NIRCam | Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Đại học Stockholm) và đội FEAST JWST

M51 được nhìn thấy bởi MIRI | Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Đại học Stockholm) và đội FEAST JWST

Crab Nebula và M83

Là một phần của loạt điều tra, Webb đã xem xét Tinh vân Con Cua và thiên hà M83, và chúng trông thật tuyệt vời. Có rất nhiều so sánh giữa Hubble và Webb cho thấy chúng ta đã tiến xa đến mức nào về công nghệ chụp ảnh bằng kính viễn vọng không gian.

Những bí ẩn trong lòng thiên hà của chúng ta

Nhân Mã C (Sagittarius C) là một khu vực rất dày đặc ở trung tâm Dải Ngân hà (Milky Way). Nhờ những quan sát mới của Webb, các nhà khoa học đã biết được những đặc điểm mới của ngôi nhà Trái đất, bao gồm cả việc khám phá những chi tiết quan trọng về sự hình thành sao.

"Thiết bị NIRCam (camera cận hồng ngoại) trên kính viễn vọng không gian James Webb của NASA cho thấy một phần lõi dày đặc của Dải Ngân hà dưới một ánh sáng mới. Ước tính có khoảng 500,000 ngôi sao tỏa sáng trong hình ảnh này của vùng Nhân Mã C (Sgr C), cùng với một số đặc điểm chưa được xác định. Một vùng lớn hydro bị ion hóa, thể hiện bằng màu lục lam, chứa các cấu trúc hình kim hấp dẫn không có bất kỳ định hướng đồng nhất nào." | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, và S. Crowe (Đại học Virginia) — “Thiết bị NIRCam (camera cận hồng ngoại) trên kính viễn vọng không gian James Webb của NASA cho thấy một phần lõi dày đặc của Dải Ngân hà dưới một ánh sáng mới. Ước tính có khoảng 500,000 ngôi sao tỏa sáng trong hình ảnh này của vùng Nhân Mã C (Sgr C), cùng với một số đặc điểm chưa được xác định. Một vùng lớn hydro bị ion hóa, thể hiện bằng màu lục lam, chứa các cấu trúc hình kim hấp dẫn không có bất kỳ định hướng đồng nhất nào.” | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, và S. Crowe (Đại học Virginia)

Tinh vân Chiếc Nhẫn thật tuyệt vời

Tinh vân Chiếc Nhẫn (Ring Nebula), trông như một sân vận động thể thao hoành tráng, đã mang đến một trong những chủ đề tuyệt vời nhất của Webb trong năm 2023. Nhờ độ phân giải của NIRCam và MIRI, các nhà khoa học đã thu được những chi tiết mới về cấu trúc dây tóc của Tinh vân Chiếc Nhẫn, còn được gọi là M57, điều chưa bao giờ được nhìn thấy trước đây.

Ảnh NIRCam thu được về Tinh vân Chiếc Nhẫn | Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow, N. Cox, R. Wesson

Ảnh MIRI thu được về Tinh vân Chiếc Nhẫn | Credit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow, N. Cox, R. Wesson

Cái nhìn đầy màu sắc nhất về vũ trụ từ trước đến nay

Khi kết hợp kính viễn vọng không gian James Webb sử dụng cùng với các đài quan sát khác, như kính viễn vọng không gian Hubble, sẽ mang đến sức mạnh ấn tượng. Bằng cách tổng hợp dữ liệu từ mỗi kính viễn vọng không gian, các nhà khoa học năm 2023 đã có thể mang đến cái nhìn đầy màu sắc nhất về vũ trụ từ trước đến nay.

Cụm thiên hà MACS0416 (ảnh kết hợp của Hubble và Webb) | Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Viện Vật lý Cantabria, Tây Ban Nha), J. D’Silva (Đại học Tây Úc), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU), và H. Yan (Đại học Missouri)

Theo PetaPixel

chùm ảnh