[비즈한국] Trên màn hình nền máy tính của phóng viên hiện đang là bức ảnh cụm sao Pismis 24 do Kính viễn vọng không gian James Webb chụp được. Khung cảnh huyền ảo như thể những đám mây và sương mù đang bao phủ lấy các đỉnh núi dưới bầu trời đêm xanh thẫm thực chất lại chứa đựng hiện trường đáng kinh ngạc nơi vô số ngôi sao đang được hình thành. Nằm ở trung tâm tinh vân Lobster theo hướng chòm sao Thiên Yết, cách Trái Đất khoảng 5500 năm ánh sáng, Pismis 24 là nơi các ngôi sao chào đời tích cực nhất gần nhân loại nhất. Nhờ có Kính viễn vọng không gian James Webb, nhân loại đã có thể truy vết bí mật về sự hình thành sao và quá trình tiến hóa của các thiên thể tại đây.
Cuốn sách vừa xuất bản gần đây 'Thức tỉnh vũ trụ' đã kể lại một cách đầy thú vị quá trình ra đời đầy thăng trầm và những thành tựu đáng kinh ngạc của Kính viễn vọng không gian James Webb, một 'kẻ thay đổi cuộc chơi' trong lĩnh vực thiên văn học. 'Kính viễn vọng không gian James Webb' được coi là một trong những thành tựu khoa học vĩ đại nhất mà nhân loại đạt được kể từ sau năm 2020. Nếu như người 'tiền bối' - Kính viễn vọng không gian Hubble đã mở rộng chân trời thiên văn trong suốt hơn 30 năm qua bằng cách quan sát trường sâu (deep field), nhiều thiên hà và siêu tân tinh, thì James Webb đã mở rộng chân trời đó lên một tầm cao hoàn toàn mới.
James Webb là kính viễn vọng hồng ngoại có gương lớn hơn Hubble (vốn quan sát vùng ánh sáng khả kiến và tia cực tím), cho phép nhìn sâu hơn vào vũ trụ (quá khứ xa xưa hơn). Vũ trụ đang giãn nở với tốc độ gia tốc, và các thiên thể càng xa thì càng lùi xa chúng ta nhanh hơn. Do hiệu ứng Doppler, ánh sáng của các thiên thể bị dịch chuyển đỏ sang vùng hồng ngoại. Do đó, để nhìn thấy vũ trụ xa nhất, cổ xưa nhất, chúng ta bắt buộc phải cần đến kính viễn vọng hồng ngoại. Kính viễn vọng không gian James Webb chính là thành quả được tạo ra với mục tiêu cao cả là tìm kiếm 'ánh sáng đầu tiên' và làm sáng tỏ nguồn gốc của vũ trụ.
Tất nhiên, việc đạt được mục tiêu đó chẳng hề dễ dàng. James Webb có thể được coi là một giấc mơ khổng lồ mà hàng nghìn người đã cống hiến suốt 30 năm. Quá trình biến giấc mơ đó thành hiện thực gần như là một 'cơn ác mộng'. Ngân sách ban đầu là 1 tỷ USD nhưng dần dần tăng lên và cuối cùng đạt tới 10 tỷ USD (14 nghìn tỷ won). Ngày phóng dự kiến cũng liên tục bị trì hoãn từ năm 2007 sang 2014, rồi 2018 và 2021. Cuối cùng, ngày James Webb bay vào vũ trụ lại chính là buổi sáng Giáng sinh năm 2021, khi chỉ còn đúng 6 ngày là kết thúc năm.
Việc chế tạo kính viễn vọng cũng là chuỗi những thử thách tưởng chừng như bất khả thi. Vì không thể đặt tấm gương khổng lồ 6,5 mét vào tên lửa, các nhà khoa học đã thực hiện ý tưởng táo bạo là chia nó thành 18 mảnh lục giác, sau đó bung ra và lắp ghép lại thành một khối trong không gian. Ngoài ra, để loại bỏ nhiệt lượng tỏa ra từ chính chiếc kính viễn vọng hồng ngoại vốn cần hoạt động ở nhiệt độ cực thấp, họ đã chế tạo một tấm chắn nắng gồm 5 lớp có kích thước bằng sân tennis để bung ra trong vũ trụ.
Trong quá trình đó, áp lực chính trị, cắt giảm ngân sách và những thất bại kỹ thuật liên tục xen vào. Thậm chí cả đại dịch COVID-19 nữa… Sau khi vượt qua mọi nghịch cảnh và cuối cùng bay vào vũ trụ, James Webb chính là bằng chứng cho thấy nhân loại có thể làm được những điều phi thường.
Vào buổi sáng ngày 25 tháng 12 năm 2021, hàng triệu người trên khắp thế giới đã theo dõi buổi phóng của James Webb. Tên lửa phóng thành công. Tuy nhiên, vẫn còn 344 rào cản cần vượt qua. Chỉ cần một bước thất bại, dự án khổng lồ này sẽ tan thành mây khói. Bắt đầu bằng việc triển khai các tấm pin năng lượng mặt trời, thử thách lớn nhất chính là triển khai tấm chắn nắng. 107 cơ chế tháo chốt, 90 dây cáp và 400 ròng rọc phải hoạt động hoàn hảo. Phải mất đúng một tuần để tấm chắn nắng được bung ra hoàn toàn. Vài ngày sau, gương chính và gương phụ cũng được mở ra, tạo thành hình tổ ong hoàn hảo. James Webb cuối cùng đã mở mắt!
Cuối cùng, vào ngày 24 tháng 1, James Webb đã đến đích là điểm Lagrange L2. Nơi đây cách Trái Đất 1,5 triệu km, là điểm cân bằng trọng lực giữa Mặt Trời và Trái Đất. Nhờ đó, nó có thể duy trì quỹ đạo với lượng nhiên liệu tối thiểu, đồng thời chụp ảnh ở phía sau Trái Đất mà gần như không bị ảnh hưởng bởi bức xạ tử ngoại sáng chói từ Mặt Trời và Trái Đất.
Hai tháng sau, NASA công bố những hình ảnh thử nghiệm đầu tiên do James Webb chụp. Dù chỉ là ảnh của một ngôi sao bình thường có tên 2MASS J17554042+6551277, độ sắc nét của nó gần như đạt đến giới hạn lý thuyết. Đặc biệt đáng kinh ngạc chính là phông nền phía sau. Vô số thiên hà lấp lánh xung quanh ngôi sao như những viên ngọc quý. Ngay trong giai đoạn thử nghiệm, James Webb đã gửi về kết quả tương đương với trường sâu mà Hubble từng chụp.
Tiếp đó, vào ngày 12 tháng 7, hình ảnh trường sâu đầu tiên của cụm thiên hà SMACS 0723 do James Webb chụp đã được công bố. Những thiên hà xa hơn, tối hơn và cổ xưa hơn mà ngay cả Hubble cũng chưa từng thấy đã lộ diện một cách sống động. Trên bầu trời chỉ nhỏ bằng một hạt cát, hàng nghìn thiên hà của vũ trụ sơ khai từ 13 tỷ năm trước đã hiện ra.
Với con mắt to hơn và rõ ràng hơn, James Webb đang viết lại lịch sử thiên văn học. Hiện nay, các nhà thiên văn học trên toàn thế giới đang phân tích dữ liệu quan sát của James Webb để khám phá những bí mật của vũ trụ.
'Thức tỉnh vũ trụ' kể lại những khoảnh khắc khủng hoảng và thách thức của James Webb một cách sống động như phim tài liệu. Ở mỗi khoảnh khắc đó đều có sự hiện diện của những 'con người'. Đó là Riccardo Giacconi, Giám đốc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, người đã đề xuất phát triển kính viễn vọng kế nhiệm ngay cả khi Hubble còn chưa được phóng; Allan Dressler, nhà nghiên cứu tại Viện Carnegie Washington, người đã thuyết phục NASA đưa dự án vào thực tế; Mike Menzel, người thiết kế tấm chắn nhiệt Mặt Trời; Lee Feinberg cùng các kỹ sư, những người đã chế tạo gương chính khổng lồ bằng cách chia thành 18 mảnh rồi kiểm tra để đảm bảo nó hoạt động bình thường; Heidi Hammel của NASA, người đã cho con mèo của mình xem hình ảnh vành đai Sao Hải Vương do James Webb chụp; và vô số nhà thiên văn học đang phân tích dữ liệu từ James Webb để tiến gần hơn đến nguồn gốc của vũ trụ.
Tác giả Richard Panek đã kết nối câu chuyện của tất cả những con người này để kể một cách thú vị về cách 'con mắt mới' của nhân loại được tạo ra và nó đã nhìn thấy những gì. Cộng với phần dịch thuật và diễn giải của Kang Sung-joo, một nhà thiên văn học kiêm YouTuber có biệt danh 'Hangseong', ngay cả những người không rành về thiên văn học cũng có thể đọc dễ dàng và thích thú. Cuốn sách cũng bao gồm các hình ảnh màu quan trọng do James Webb chụp. Những hình ảnh về các thiên hà và hệ Mặt Trời đẹp đẽ, sắc nét đến khó tin như Cột trụ Sáng tạo, Vách đá Vũ trụ, Ngũ tấu Stephan, Đồng hồ cát Vũ trụ, các vành đai của Sao Mộc và Sao Hải Vương, tất cả sẽ làm mãn nhãn người xem.
À, khác với các kính viễn vọng không gian khác được đặt tên theo các nhà khoa học nổi tiếng như Kepler, Hubble, Chandra, thì James Webb được đặt tên theo James Edwin Webb, vị Giám đốc thứ hai của NASA. Ông Webb chính là người đã lãnh đạo NASA trong thời kỳ hoàng kim của cuộc đua không gian, bao gồm cả sứ mệnh Apollo.