Nancy Grace Roman (16 tháng 5 năm 1925 –25 tháng 12 năm 2018) không chỉ đặt nền móng cho sự hiểu biết của chúng ta về cách các thiên hà phát triển mà còn thành lập chương trình thiên văn học vũ trụ của NASA, trở thành ‘mẹ của Hubble’.
Roman yêu thích các vì sao ngay từ khi còn nhỏ và cô đã thành lập một câu lạc bộ thiên văn học cho bạn bè khi mới 10 tuổi.
Tuy nhiên, khi cô ấy nói với cố vấn hướng dẫn của mình rằng cô ấy muốn trở thành một nhà thiên văn học chuyên nghiệp, cô ấy đã được hỏi: “Quý cô nào sẽ học toán thay vì tiếng Latinh?”
Bỏ qua sự nản lòng này, cô tiếp tục lấy bằng tại Đại học Swarthmore trước khi chuyển đến Đài quan sát Yerkes của Đại học Chicago để lấy bằng Tiến sĩ.
Tại đây, cô đã nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao hình thành trong cùng một cụm với Plough, nhưng chúng đã trôi dạt ra xa nhau theo thời gian.
Sau đó, Roman đã mở rộng nghiên cứu này cho tất cả các ngôi sao giống như Mặt trời có thể nhìn thấy bằng mắt thường và nhanh chóng nhận thấy rằng vị trí các ngôi sao quay quanh Dải Ngân hà có liên quan đến tính kim loại của chúng.
Kim loại (có nghĩa là bất cứ thứ gì nặng hơn helium trong thiên văn học) chỉ được hình thành bên trong các ngôi sao, vì vậy nếu một ngôi sao chứa nhiều kim loại thì nó phải được sinh ra sau nhiều thế hệ sao trước đó đã tạo ra chúng.
Những ngôi sao giàu kim loại trẻ hơn có xu hướng di chuyển theo quỹ đạo tròn gần trung tâm Thiên hà của chúng ta, trong khi những ngôi sao nghèo kim loại già hơn ở xa hơn.
Mối liên hệ này là manh mối đầu tiên để hiểu cách Dải Ngân hà phát triển theo thời gian, cung cấp nền tảng cho các nghiên cứu hiện đại về sự tiến hóa của thiên hà.
Công trình của cô cũng đã phát triển một phương pháp đánh giá tính kim loại của sao bằng cách so sánh độ sáng của chúng ở bước sóng xanh và tia cực tím, phương pháp này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.
Bất chấp những khám phá mang tính bước ngoặt này, Đài thiên văn Yerkes đã từ chối trao cho một người phụ nữ một vị trí cố định, vì vậy vào năm 1954, Roman đã chuyển đến Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington DC để làm việc trong lĩnh vực thiên văn vô tuyến mới nổi.
Tại đây, cô đã lập bản đồ Dải Ngân hà theo các bước sóng mới, trở thành người đứng đầu bộ phận quang phổ vi sóng và tư vấn về chương trình vệ tinh Vanguard.
Khi thiên văn học vô tuyến vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, thiết bị đo đạc không phù hợp với nhu cầu của Roman và cô ấy không muốn đào tạo lại thành kỹ sư điện tử để tự chế tạo.
Vì vậy, vào năm 1959, bà chuyển đến Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia, NASA, với tư cách là người đứng đầu bộ phận quan sát thiên văn học, chỉ một năm sau khi cơ quan này được thành lập.
Vai trò mới này đã chấm dứt nghiên cứu của cô ấy một cách hiệu quả, nhưng cùng với đó, Roman trở thành người phụ nữ đầu tiên nắm giữ văn phòng điều hành tại NASA, giao cho cô ấy trách nhiệm chung đối với các đài quan sát trên không gian đang phát triển của cơ quan.
Ban đầu, nhiều nhà thiên văn học trên mặt đất kiên quyết phản đối việc sử dụng các vệ tinh từ xa, nhưng Roman đã làm việc không mệt mỏi để thuyết phục họ về lợi ích của việc quan sát bên trên bầu khí quyển của Trái đất.
Tin rằng cách tốt nhất để Hoa Kỳ thu được những lợi ích này là để NASA giám sát tất cả các đài quan sát không gian lớn, Roman ban đầu là tiếng nói duy nhất trong việc quyết định dự án nào sẽ được tài trợ.
Mặc dù nhiều đồng nghiệp của cô ấy ủng hộ NASA xây dựng một kính viễn vọng không gian lớn, nhưng cô ấy đã bác bỏ kế hoạch này là quá sớm, thay vào đó quyết định tài trợ cho một loạt đài quan sát vệ tinh nhỏ hơn.
Chỉ đến năm 1968, sau một thập kỷ thành công đã chứng tỏ khả năng của NASA, Roman mới quay lại với ý tưởng về một sứ mệnh lớn hơn, mặc dù phải mất thêm ba năm nghiên cứu khả thi và tài trợ trước khi cuối cùng cô có thể thành lập Nhóm Chỉ đạo Kính viễn vọng Lớn.
Sẽ mất hàng chục tổ chức trong 20 năm để hoàn thành dự án, nhưng kính thiên văn đã ra mắt vào năm 1990, được đổi tên thành Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Mặc dù Roman đã tham gia rất nhiều vào việc giám sát những năm đầu của dự án voi ma mút, nhưng bà đã nghỉ việc tại NASA vào năm 1979 với tư cách là giám đốc thiên văn học, thỉnh thoảng trở lại với tư cách cố vấn.
Cô ấy tiếp tục công việc tiếp cận cộng đồng như một phần trong sứ mệnh cả đời của mình để ủng hộ việc đưa phụ nữ vào thiên văn học.
Tầm nhìn của bà và nhiều di sản, cả khoa học và văn hóa, tiếp tục định hình thiên văn học cho đến ngày nay.
Mặc dù hiện tại cô ấy có thể không phải là một cái tên quen thuộc, nhưng Roman sẽ sớm được biết đến nhiều hơn khi một kính viễn vọng hồng ngoại được đặt tên để vinh danh cô ấy sẽ được phóng vào năm 2027.
Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman sẽ có một gương 2,4m – cùng kích thước với Kính viễn vọng Không gian Hubble – nhưng Thiết bị trường rộng của nó sẽ có trường nhìn gấp 100 lần so với camera hồng ngoại của Hubble.
Nó sẽ sử dụng chế độ xem khổng lồ này để tạo bản đồ 3D về các thiên hà, cụm thiên hà và siêu tân tinh ở xa để đo lường cách vật chất được phân phối trong Vũ trụ.
Những quan sát này sẽ bổ sung cho những quan sát từ sứ mệnh Euclid của ESA trong nhiệm vụ truy tìm năng lượng tối, lực bí ẩn dường như đang đẩy nhanh quá trình giãn nở của Vũ trụ.
Kính viễn vọng thậm chí sẽ có thể vạch ra vật chất tối không nhìn thấy được bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là thấu kính vi mô.
Khi ánh sáng từ một thiên hà xa xôi đi qua một vật thể nặng khác, đường đi của nó bị uốn cong một chút, trở nên kéo dài và biến dạng.
Những biến dạng này sau đó có thể được phân tích để tiết lộ cách vật chất được phân phối trong vũ trụ.
Hiện tượng thấu kính cũng xảy ra khi một hành tinh đi qua phía trước ngôi sao chủ của nó và kính viễn vọng sẽ theo dõi 100 triệu ngôi sao với hy vọng phát hiện ra độ sáng của một ngôi sao dao động khi một ngoại hành tinh đi qua phía trước.
Điều thú vị nhất là kỹ thuật này có thể tiết lộ những thế giới đá nhỏ trên quỹ đạo có thể ở được, tương tự như Trái đất của chúng ta.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 7 năm 2023 của Tạp chí BBC Sky at Night .