NASA đã làm nên lịch sử trong tuần này (ngày 26/9/2022) sau nỗ lực đâm tàu vũ trụ DART (Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh đôi) vào tiểu hành tinh Dimorphos cách chúng ta gần 11 triệu km - một nỗ lực trong không gian đầu tiên trên thế giới về khả năng bảo vệ Trái Đất khỏi sự tàn phá của tiểu hành tinh/thiên thạch trong tương lai.
Sự kiện ngày 26/9/2022 đánh dấu cột mốc mới trong lịch sử khám phá không gian của loài người khi con người thay đổi động lực của một thiên thể theo cách có thể đo lường được.
Thành công của sứ mệnh DART được đo lường rất kỹ:
- Thành công bước đầu của nó chính là sự kiện tàu vũ trụ DART sau chuyến hành trình di chuyển gần 1 năm trong không gian đến mục tiêu (tiểu hành tinh Dimorphos) kể từ ngày phóng 23/11/2021 trên đỉnh tên lửa Falcon 9 của SpaceX. Rồi sau đó, DART thực hiện cú đâm "cảm tử" vào Dimorphos với tốc độ hơn 22.000 km/giờ.
- Thành công tiếp theo sẽ được đo lường (sau này) trong việc xem xét tàu DART có tác động không và tác động như thế nào đến quỹ đạo của tiểu hành tinh Dimorphos xung quanh Didymos.
"Chúng tôi mong rằng, cú huých lịch sử này sẽ làm thay đổi một chút quỹ đạo của Dimorphos và khiến nó vào trong quỹ đạo hấp dẫn hơn với Didymos. Dimorphos mất 11 giờ 55 phút để hoàn thành một quỹ đạo quanh Didymos. Nếu DART tác động thành công, thời gian đó có thể giảm bớt đi 73 giây, hoặc bớt đi 10 phút theo kỳ vọng của chúng tôi" - Edward Reynolds, Giám đốc dự án DART tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Đại học Johns Hopkins cho biết.
Để quan sát tỉ mỉ vụ va chạm của tàu DART và đánh giá tác động, NASA và các cơ quan vũ trụ khác đã bố trí hàng loạt công nghệ để theo dõi sự kiện này. Bên cạnh các hệ thống camera gắn trên các vệ tinh đi cùng tàu DART, NASA bố trí hai hệ thống kính viễn vọng James Webb và Hubble, cùng một loạt đài quan sát dưới mặt đất cùng theo dõi sự kiện này. Chưa hết, sứ mệnh sứ mệnh Lucy của NASA và sứ mệnh Hera của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (dự kiến triển khai năm 2024) cũng sẽ đánh giá tác động vụ va chạm có 1-0-2 này.
NHỮNG BỨC ẢNH QUÝ GIÁ TRUYỀN VỀ TRÁI ĐẤT Ở KHOẢNG CÁCH HÀNG TRIỆU KM
Ngày 28/9/2022, NASA công bố những bức ảnh cận cảnh đầu tiên về vụ va chạm của tàu DART với tiểu hành tinh Dimorphos do hai camera quang học LUKE và LEIA của vệ tinh LICIACube (bạn đồng hành của tàu DART) chụp cách vụ va chạm khoảng 55 km.
Những hình ảnh từ máy ảnh DRACO (của tàu DART) và hai máy ảnh quang học của vệ tinh LICIACube. Nguồn: ASI / NASA
Tiếp đó, ngày 29/9/2022, NASA tiếp tục công bố hình ảnh thu được từ kính viễn vọng không gian James Webb (trị giá 10 tỷ USD) và kính Hubble về vụ va chạm ngày 26/9 - Từ đó, cung cấp cho các nhà khoa học nhiều thông tin có giá trị.
Theo NASA, đây là lần đầu tiên, kính James Webb và Hubble thực hiện đồng bộ việc chụp hình ảnh từ cùng một mục tiêu trong vũ trụ. Sự hợp tác của 2 đài quan sát thiên văn lớn của NASA này sẽ tiết lộ thông tin mới về tiểu hành tinh bị va chạm.
Kính viễn vọng không gian James Webb quan sát vũ trụ trong tia hồng ngoại (bước sóng phát nhiệt), trong khi Kính viễn vọng không gian Hubble là chuyên gia phát hiện ánh sáng quang học - loại mà mắt người có thể nhìn thấy được (ánh sáng khả kiến).
Bằng cách kết hợp các quan sát từ hai kính thiên văn, các nhà thiên văn học có thể tìm hiểu rất nhiều về các vật thể trong vũ trụ. NASA cho biết, các quan sát từ James Webb và Hubble cùng nhau sẽ cho phép các nhà khoa học có được kiến thức về bản chất của bề mặt Dimorphos, lượng vật chất bị đẩy ra do vụ va chạm và tốc độ nó được đẩy ra.
Hình ảnh về vụ va chạm. Ảnh trái do kính Hubble chụp trong ánh sáng mà mắt người nhìn thấy được. Ảnh phải do kính James Webb chụp trong ánh sáng hồng ngoại. Nguồn: NASA, ESA, CSA và STScI)
Cả James Webb và Hubble đều quan sát hệ thống tiểu hành tinh đôi Didymos-Dimorphos trước vụ va chạm của tàu vũ trụ DART nặng 560 kg với tiểu hành tinh rộng 140 mét Dimorphos. Dimorphos quay quanh một tiểu hành tinh rộng 780 mét có tên Didymos. Và đó là quỹ đạo của Dimorphos quay quanh Didymos mà thí nghiệm DART được thiết kế để thay đổi.
Cặp tiểu hành tinh, vào thời điểm va chạm cách Trái Đất khoảng 11 triệu km, xuất hiện trong 'mắt thần' của James Webb và Hubble giống như một chấm sáng đột nhiên bừng lên khi tàu DART đâm vào. Trong những giờ sau vụ va chạm, đám mây vật chất bị khuấy động từ bề mặt tiểu hành tinh Dimorphos lan ra khỏi chấm sáng đó, dần dần thay đổi hình dạng của nó.
1. Quan sát của kính Hubble
Theo các phép đo của Hubble, độ sáng của hệ thống hành tinh đôi Didymos tăng gấp 3 lần sau tác động của tàu DART và độ sáng này vẫn tồn tại trong hơn 8 giờ sau đó.
Những hình ảnh này từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA, được chụp (từ trái sang phải) 22 phút, 5 giờ và 8,2 giờ sau khi Thử nghiệm Chuyển hướng Tiểu hành tinh Đôi (DART) của NASA tác động có chủ ý đến tiểu hành tinh Dimorphos, cho thấy các chùm tia sáng phóng ra từ tiểu hành tinh bị tác động. Nguồn: Khoa học: NASA, ESA, Jian-Yang Li (PSI); Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI)
Kính Hubble - có tuổi đời 32 năm - đã sử dụng thiết bị Máy ảnh trường rộng 3. Hình ảnh từ Máy ảnh trường rộng 3 cho thấy tác động của vụ va chạm trong ánh sáng mà mắt người nhìn thấy được. Tia sáng phóng ra từ vụ va chạm xuất hiện dưới dạng các tia kéo dài ra từ phần thân của tiểu hành tinh.
Một số tia sáng có vẻ hơi cong, nhưng các nhà thiên văn cần xem xét kỹ hơn để xác định ý nghĩa của điều này. Trong các hình ảnh của Hubble, các nhà thiên văn ước tính rằng độ sáng của hệ thống tiểu hành tinh đôi tăng lên 3 lần sau khi va chạm và cho thấy rằng độ sáng giữ ổn định, thậm chí tám giờ sau khi va chạm.
Hình ảnh động này là sự kết hợp ba hình ảnh mà Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA chụp được sau khi Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép (DART) của NASA tác động có chủ ý đến Dimorphos. Hình ảnh động kéo dài từ 22 phút sau khi va chạm đến 8,2 giờ sau khi va chạm xảy ra. Kết quả của vụ va chạm, độ sáng của hệ thống Didymos-Dimorphos tăng lên 3 lần. Độ sáng cũng được duy trì khá ổn định, thậm chí tám giờ sau khi tác động. Nguồn: Khoa học: NASA, ESA, Jian-Yang Li (PSI); Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI)
Hubble có kế hoạch theo dõi hệ thống Didymos-Dimorphos 10 lần nữa trong 3 tuần tới.
Những quan sát thường xuyên, tương đối dài hạn này sẽ giúp các nhà khoa học nắm bắt thêm các hình ảnh khi đám mây phóng ra mở rộng và mờ đi theo thời gian, vẽ nên bức tranh hoàn chỉnh hơn về sự mở rộng của đám mây từ khi phun ra đến khi biến mất.
Jian-Yang Li thuộc Viện Khoa học Hành tinh ở Tucson, Arizona, Mỹ - người dẫn đầu các quan sát của Hubble, cho biết: "Khi tôi nhìn thấy dữ liệu, tôi thực sự không nói nên lời, choáng váng trước chi tiết tuyệt vời của vật chất phóng ra mà Hubble chụp được. Tôi cảm thấy may mắn khi chứng kiến khoảnh khắc này và là một phần của đội đã biến điều này thành hiện thực."
Kính viễn vọng không gian Hubble đã chụp 45 hình ảnh trong thời gian ngay trước đó và sau tác động của DART với Dimorphos. Dữ liệu Hubble được thu thập như một phần của Chương trình Quan sát viên Chung của Chu kỳ 29 16674.
Andy Rivkin, trưởng nhóm điều tra DART của Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Đại học Johns Hopkins ở Laurel, Maryland, Mỹ tóm tắt: "Đây là một cái nhìn chưa từng có về một sự kiện chưa từng có tiền lệ".
2. Quan sát của kính James Webb
Kính viễn vọng không gian James Webb đã quan sát vị trí va chạm trước khi vụ va chạm xảy ra, sau đó quan sát nhiều lần trong vài giờ tiếp theo. Sử dụng Máy ảnh hồng ngoại gần (NIRCam), James Webb mang đến cho các nhà khoa học hình ảnh một lõi chặt chẽ, nhỏ gọn, với các chùm vật chất xuất hiện dưới dạng các sợi nhỏ phát ra từ trung tâm nơi xảy ra va chạm.
Hình ảnh động này, tạo ra từ một chuỗi thời gian của các hình ảnh từ Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA, bao gồm thời gian kéo dài ngay trước khi va chạm đến 5 giờ sau va chạm. Các chùm vật liệu từ một lõi nhỏ gọn xuất hiện dưới dạng các luồng sóng phóng ra xa nơi tác động xảy ra. Nguồn: Khoa học: NASA, ESA, CSA, Cristina Thomas (Đại học Bắc Arizona), Ian Wong (NASA-GSFC); Xử lý hình ảnh: Joseph DePasquale (STScI)
Việc quan sát tác động vụ va chạm bằng kính James Webb đã mang đến cho các nhà khoa học những thách thức độc đáo về tốc độ di chuyển của tiểu hành tinh sau khi bị vật thể nhân tạo tác động.
Chuyên gia Cristina Thomas thuộc Đại học Northern Arizona ở Flagstaff, Arizona (Mỹ) cho biết: "Tôi không có gì khác ngoài sự ngưỡng mộ to lớn đối với những nhà khoa học thực hiện Hoạt động Sứ mệnh James Webb đã biến điều này thành hiện thực. Chúng tôi đã lên kế hoạch cho những quan sát này trong nhiều năm, sau đó là chi tiết trong nhiều tuần, và tôi vô cùng hạnh phúc vì điều này đã thành hiện thực".
Các nhà khoa học cũng có kế hoạch quan sát hệ thống tiểu hành tinh Didymos-Dimorphos trong những tháng tới bằng Dụng cụ hồng ngoại tầm trung (MIRI) và Máy đo quang phổ hồng ngoại gần (NIRSpec) của James Webb. Dữ liệu quang phổ sẽ cung cấp cho các nhà nghiên cứu cái nhìn sâu sắc về thành phần hóa học của tiểu hành tinh Dimorphos.
Kính James Webb đã quan sát tác động của vụ va chạm trong tổng cộng 5 giờ và chụp được 10 hình ảnh. Dữ liệu được thu thập trong khuôn khổ Chương trình quan sát thời gian đảm bảo chu kỳ 1 của James Webb 1245 do Heidi Hammel thuộc Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học (AURA) lãnh đạo.
Sứ mệnh DART là thử nghiệm đầu tiên trong lịch sử được thiết kế để thay đổi quỹ đạo của một thiên thể. Chiến lược "tác động động học" một ngày nào đó có thể cứu Trái Đất khỏi một vụ va chạm với một thiên thạch/tiểu hành tinh đi lạc. (Dimorphos và Didymos không gây ra mối đe dọa nào cho hành tinh của chúng ta).
Kính James Webb (trên) và kính Hubble. Nguồn: NASA
Kính viễn vọng không gian James Webb là đài quan sát khoa học vũ trụ hàng đầu thế giới. James Webb sẽ giải đáp những bí ẩn trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, nhìn xa hơn đến những thế giới xa xôi xung quanh các ngôi sao khác; đồng thời thăm dò các cấu trúc và nguồn gốc bí ẩn của vũ trụ cũng như vị trí của chúng ta trong đó. James Webb là một chương trình quốc tế do NASA dẫn đầu với các đối tác là ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) và CSA (Cơ quan Vũ trụ Canada).
Kính viễn vọng Không gian Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và ESA. Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, quản lý kính thiên văn. Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian (STScI) ở Baltimore, Maryland (Mỹ) tiến hành các hoạt động khoa học của Hubble và James Webb. STScI được vận hành cho NASA bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học, ở Washington, D.C. (Mỹ).
Nguồn: NASA, Space.com, Engadget
