Trong vũ trụ các ngôi sao thường có ánh sáng rất mạnh, vì vậy độ sáng của chúng luôn lấn át các hành tinh quay quanh. Điều này làm cho kính thiên văn thông thường khó quan sát được những hành tinh có độ sáng yếu. Để giải quyết vấn đề này, NASA đã phát triển một Kính thiên văn mới mang tên Nancy Grace Roman, có khả năng nhìn thấy các hành tinh nhìn mờ hơn rất nhiều ngôi sao mà chúng quay quanh, thậm chí mờ hơn 100 triệu lần so với ngôi sao.

Kính thiên này vẫn đang trong quá trình phát triển và mới đây vừa đạt được một bước tiến lớn, khi các nhà khoa học của NASA đã lắp đặt thành công một bộ phận quan trọng có tên là Thiết bị Coronagraph vào chiếc Kính viễn vọng mới tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực.

Bộ phận này có chức năng chặn bớt ánh sáng từ các ngôi sao, giúp các nhà khoa học nhìn ra được ánh sáng yếu từ các hành tinh nằm ngoài Hệ mặt trời. NASA đã ký hợp đồng để SpaceX phóng Kính Roman lên không gian vào năm 2027 trên tên lửa Falcon Heavy. Nó sẽ hoạt động ở độ cao từ 188,4-806,7 ngàn km.

Chức năng của Roman là điều tra các bí ẩn liên quan đến năng lượng tối, các ngoại hành tinh và vật lý thiên văn nói chung. Nó có trường nhìn lớn hơn Kính viễn vọng Hubble ít nhất 100 lần, với mục đích chính là tìm dấu hiệu sự sống trên các ngoại hành tinh.

Nó sẽ thực hiện điều này bằng hai thiết bị. Đầu tiên là thiết bị Coronagraph vừa được lắp đặt, dùng để chụp ảnh trực tiếp các ngoại hành tinh nằm gần những ngôi sao phát sáng mạnh, đây chính là thiết bị sẽ chặn bớt ánh sáng của ngôi sao để có thể trông thấy các hành tinh.

Coronagraph là một hệ thống phức tạp bao gồm các lăng kính, máy dò và nhiều tấm gương tự uốn cong. Nó đã được ráp vào trong một bộ phận gọi là Giá đỡ, là một cấu trúc dạng lưới có hình lục giác dùng để kết nối mọi thứ với nhau.

Thiết bị thứ hai là một bộ phận khoa học gọi là Thiết bị Trường rộng (WFI), dùng để chụp ảnh trường rộng và khảo sát các khu vực rộng lớn trong không gian với độ chính xác cao. WFI sẽ được gắn vào giá đỡ cuối năm nay.

Kính thiên văn Roman sẽ hoạt động như một vệ tinh và bản chất của nó cũng là một vệ tinh. Về cấu tạo, dưới cùng là thân vệ tinh có hình lục giác, chứa động cơ đẩy, các bảng điện tử và mô-đun thông tin liên lạc. Sau đó người ta gắn lên phần thân này Giá đỡ, mà bên trong là hai thiết bị WFI và Coronagraph, đồng thời trên đỉnh giá đỡ là thấu kính lớn. Cuối cùng người ta lấy một vỏ bọc giống như cái thùng phủ trùm lên giá đỡ, rồi lắp các tấm pin Mặt trời ở ngoài cùng. Toàn bộ “vệ tinh” này nặng 4,16 tấn.

Hiện nay chỉ có thể quan sát được các ngoại hành tinh theo cách gián tiếp, tức là đo xem độ sáng của một ngôi sao ở xa sẽ mờ đi cỡ nào, khi một ngoại hành tinh đi qua trước nó. Giống như khi chúng ta quan sát nhật thực, thì ánh sáng của Mặt trời sẽ giảm đi đáng kể. Độ mờ này cho biết thông tin về thành phần bầu khí quyển, thậm chí tiết lộ sự có mặt của các loại khí cho thấy sự tồn tại của sự sống, ví dụ như metan.

Nhưng chỉ một phần nhỏ các hành tinh là có thể được quan sát theo cách này vì tình huống một hành tinh đi ngang qua ngôi sao, theo đúng hướng quan sát của chúng ta, chỉ xảy ra trong tích tắc. Điều này hạn chế lượng dữ liệu thu thập được và đương nhiên là nhiều hành tinh sẽ không được phát hiện thông qua phép đo độ sáng trên.

Trong khi đó, công nghệ chụp hình ảnh trực tiếp của ngoại hành tinh (coronagraph) vẫn chỉ đang tập trung vào các hành tinh khổng lồ có độ sáng cao, các hành tinh kiểu như vậy trong Hệ mặt trời là Sao Mộc và Sao Thổ. Vì vậy Kính viễn vọng Roman hứa hẹn sẽ là bước tiến lớn trong công nghệ tìm kiếm ngoại hành tinh.