Chiêm ngưỡng ảnh rõ nét chưa từng có của sao Hải Vương chụp bởi kính viễn vọng James Webb

Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA vừa gửi về những bức ảnh đầu tiên mà nó chụp Sao Hải Vương, hành tinh xa nhất của hệ mặt trời. James Webb không chỉ ghi lại hình ảnh rõ ràng nhất về các vành đai của hành tinh xa xôi này trong hơn 30 năm mà camera hồng ngoại của nó còn cho thấy một vẻ ngoài hoàn toàn khác của Sao Hải Vương.

Điểm nổi bật nhất trong những bức ảnh mà James Webb mới gửi về đó là sự rõ nét của các vành đai Sao Hải Vương. Một số vành đai đã không được phát hiện kể từ khi Voyager 2 của NASA trở thành tàu vũ trụ đầu tiên quan sát Sao Hải Vương trong chuyến bay của nó vào năm 1989. Ngoài một số vòng sáng hẹp, hình ảnh của James Webb còn cho thấy các dải bụi mờ của Sao Hải Vương.

"Đã 3 thập kỷ kể từ lần cuối chúng tôi nhìn thấy những dải bụi mờ nhạt này và đây là lần đầu tiên chúng tôi quan sát chúng dưới ánh sáng hồng ngoại", Heidi Hammel, một chuyên gia về hệ thống Sao Hải Vương và là nhà khoa học liên ngành cho James Webb cho biết. Chất lượng hình ảnh cực kỳ ổn định và chính xác của James Webb cho phép phát hiện những vòng rất mờ này ở rất gần Sao Hải Vương.

Kể từ khi được phát hiện vào năm 1984, Sao Hải Vương luôn thu hút các nhà nghiên cứu. Nằm xa Mặt Trời hơn Trái Đất 30 lần, Sao Hải Vương quay quanh quỹ đạo trong vùng tối và xa xôi ngoài rìa Hệ Mặt Trời. Mặt Trời nhỏ bé và mờ nhạt tới mức buổi trưa trên Sao Hải Vương chỉ tương tự như buổi hoàng hôn muộn trên Trái Đất.

Do cấu tạo hóa học bên trong, hành tinh này giống như một tảng băng khổng lồ. So với những "gã khổng lồ không khí" là Sao Mộc và Sao Thổ, Sao Hải Vương giàu nguyên tố nặng hơn nhiều so với hydro và heli. Điều này dễ dàng nhận thấy qua hình ảnh màu xanh lam đặc trưng của Sao Hải Vương trong hình ảnh do kính viễn vọng không gian Hubble chụp ở bước sóng khả kiến trước đó, do một lượng nhỏ khí mê-tan tạo ra.

Camera hồng ngoại Near-Infrared Camera (NIRCam) của James Web chụp các vật thể trong phạm vi cận hồng ngoại từ 0,6 tới 5 micron. Do đó, Sao Hải Vương không xuất hiện màu xanh lam trong ảnh chụp bởi James Webb. Trên thực tế, khí mê-tan hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ và hồng ngoại đến mức hành tinh này khá tối ở các bước sóng cận hồng ngoại, ngoại trừ những nơi có mây ở độ cao lớn.

Những đám mây băng mê-tan như thế nổi bật như những vệt sáng và những đốm sáng, chúng phản chiếu ánh sáng mặt trời trước khi nó bị hấp thụ bởi khí mê-tan. Hình ảnh từ các phương tiện quan sát khác, bao gồm cả kính Hubble và Đài quan sát W.M Keck, đã ghi lại những đám mây phát triển nhanh chóng này trong nhiều năm.

Quan sát kỹ hơn, chúng ta sẽ thấy một đường sáng mỏng bao quanh đường xích đạo của Sao Hải Vương. Đây có thể là dấu hiệu trực quan của hoàn lưu khí quyển toàn cầu, nguồn động lực tạo ra gió và bão trên hành tinh này. Khí quyển đi xuống và ấm lên ở xích đạo nên phát sáng ở bước sóng hồng ngoại nhiều hơn so với các khí lạnh xung quanh.

Do Sao Hải Vương có quỹ đạo 164 năm/1 vòng nên các nhà thiên văn không thể quan sát được cực bắc của nó.

James Webb cũng chụp được 7 trong số 14 mặt trăng đã biết của Sao Hải Vương. Sáng nhất trong bức ảnh là Triton, mặt trăng lớn nhất và kỳ lạ nhất của Sao Hải Vương.

Được bao phủ bởi một lớp nitơ ngưng tụ đóng băng, Triton phản chiếu 70% ánh sáng mặt trời chiếu vào nó. Triton quay quanh Sao Hải Vương theo một quỹ đạo quay ngược bất thường. Điều này khiến các nhà thiên văn học suy đoán rằng ban đầu nó là một vật thể ở vành đai Kuiper nhưng sau đó bị Sao Hải Vương bắt giữ lại bởi lực hấp dẫn.

Trong năm tới, NASA sẽ triển khai những nghiên cứu bổ sung cho cả Sao Hải Vương và mặt trăng Triton của nó.