Các ngôi sao trong hình ảnh mới từ kính viễn vọng James Webb (JWST) trông sắc nét hơn nhiều so với trước đây, không chỉ về chất lượng hình ảnh. Thực tế là nhiều ngôi sao có những tia sáng khác biệt trông như cạnh nhọn của những vật trang trí Giáng sinh.
Nhưng đây không phải là trường hợp ống kính bị lóa. Đó là những gai nhiễu xạ và nếu quan sát kỹ, bạn sẽ thấy rằng tất cả các vật thể sáng trong hình ảnh của JWST đều có cùng một hình mẫu với 8 cánh. Vật thể càng sáng thì các gai nhọn càng nổi bật. Tuy nhiên, các vật thể mờ hơn như tinh vân hoặc thiên hà lại không có nhiều hiệu ứng gai nhiễu này.
Những hình ảnh gai nhiễu xạ này chỉ xảy ra duy nhất đối với JWST. Nếu so sánh hình ảnh được chụp bởi kính thiên văn mới nhất với hình ảnh được chụp bởi kính thiên văn tiền nhiệm, bạn sẽ nhận thấy rằng Hubble chỉ có 4 gai nhiễu xạ so với 8 của JWST.
Hình dạng của các gai nhiễu xạ được hình thành bởi phần cứng của kính thiên văn. Cả Hubble và JWST đều là kính thiên văn phản xạ, có nghĩa là chúng thu thập ánh sáng từ vũ trụ bằng cách sử dụng gương. Kính thiên văn phản xạ có một gương chính lớn tập hợp ánh sáng và phản xạ lại một gương phụ nhỏ hơn. Gương phụ giúp hướng ánh sáng đó tới các công cụ khoa học, biến nó thành tất cả những hình ảnh và dữ liệu thú vị mà chúng ta đang nhìn thấy.
Cả gương chính và gương phụ đều có tác động đến sự xuất hiện của các gai nhiễu xạ nhưng theo những cách khác nhau. Ánh sáng bị nhiễu xạ hoặc bẻ cong xung quanh các vật thể như viền gương. Vì vậy, hình dạng của gương có thể tạo ra những tia sáng này khi ánh sáng tương tác với các cạnh của gương. Trong trường hợp của Hubble, chiếc gương này có hình tròn, vì vậy nó không làm tăng thêm độ tinh xảo. Nhưng JWST có gương lục giác tạo ra hình ảnh có 6 gai nhiễu xạ.
Sự khác biệt giữa gương phản xạ của kính thiên văn Hubble và JWST.
Ngoài ra còn có gương phụ. Gương phụ nhỏ hơn gương chính và được giữ ở vị trí cách gương chính một khoảng bằng những thanh chống. Trong trường hợp của JWST, các thanh chống có độ dài 25 feet (khoảng 7.62 mét). Ánh sáng đi qua các thanh chống này bị nhiễu xạ, dẫn đến nhiều gai hơn xuất hiện trên ảnh, mỗi gai vuông góc với chính thanh chống.
Trong trường hợp của Hubble, 4 thanh chống của nó đem lại 4 gai nhiễu xạ. JWST có 3 thanh chống giữ gương phụ, dẫn đến 6 gai nhiễu xạ.
Các thanh chống của hệ thống gương trên JWST.
Để giảm thiểu số lượng gai nhiễu xạ, JWST đã được thiết kế để 4 trong số các gai gây ra bởi các thanh chống sẽ trùng với 4 trong số các gai do gương gây ra. Từ đó mang đến 8 gai nhiễu xạ.
Một số gai sẽ có thể nhìn thấy nhiều hơn hoặc ít hơn tùy thuộc vào thiết bị nào đang xử lý ánh sáng. Điều này thể hiện rõ nhất trong các hình ảnh JWST chụp về tinh vân Southern Ring, được công bố trong tuần này.
Hình ảnh tinh vân Southern Ring được chụp bởi 2 thiết bị khác nhau.
Hình ảnh bên trái được chụp bởi NIRCam, tập hợp ánh sáng cận hồng ngoại. Hình bên phải được chụp bởi thiết bị MIRI của kính thiên văn, thay vào đó sẽ thu nhận ánh sáng trung hồng ngoại.
“Trong ánh sáng cận hồng ngoại, các ngôi sao sẽ có các gai nhiễu xạ nổi bật hơn vì chúng rất sáng ở các bước sóng này,” một lời giải thích được đăng bởi Viện khoa học kính viễn vọng không gian cho biết. “Trong ánh sáng trung hồng ngoại, các gai nhiễu xạ cũng xuất hiện xung quanh các ngôi sao, nhưng chúng mờ hơn và nhỏ hơn.”
Toàn bộ quy cách hoạt động của kính JWST và các hình ảnh gai nhiễu xạ đều được NASA giải thích chi tiết tại trang webcủa cơ quan này.
CÙNG CHUYÊN MỤC
