کاوش تلسکوپ فضایی جیمز وب در اعماق کیهان

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به عنوان بزرگ‌ترین تلسکوپ نوری در فضا شناخته می‌شود. این تلسکوپ وضوح و حساسیت بسیار بالایی در تشخیص اجرام بسیار دور و کم‌نور دارد. انتظار می‌رود که این تلسکوپ طیف وسیعی از تحقیقات را در زمینه‌های نجوم و کیهان‌شناسی، مانند: رصد اولین ستارگان، تشکیل اولین کهکشان‌ها، و بررسی دقیق اتمسفر سیارات فراخورشیدی دیگر انجام داده است. تلسکوپ فضایی جیمز وب در 25 دسامبر 2021 و در گویان فرانسه به فضا پرتاب شد. اداره ملی هوانوردی و فضایی ایالات متحده (ناسا) مدیریت پرواز این تلسکوپ را با همکاری آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا  (CSA)  برعهده داشت. در حال حاضر، مرکز فضایی گودارد ناسا (GSFC) در مریلند عملکرد این تلسکوپ را کنترل می‌کند.

رصد ستاره‌ها و نظریه ستاره شناسان

 

نگاه کردن به فضا به معنای نگاه کردن به گذشته می‌باشد و هر تلسکوپ به نوعی یک ماشین زمان است. نور با سرعت 186000 مایل در ثانیه یا نزدیک به شش تریلیون مایل در سال از خلاء عبور می‌کند. رصد یک ستاره در فاصله 10 سال نوری به معنای مشاهده آن در 10 سال گذشته می باشد. به همین ترتیب، هر چه ستاره یا کهکشان دورتر باشد، قدیمی‌تر است.

ستاره شناسان این نظریه را مطرح می‌کنند که دورترین و قدیمی‌ترین ستارگان ممکن است با ستارگانی که امروزه می‌بینیم متفاوت باشند. گفته می‌شود اولین ستارگان از هیدروژن و هلیوم باقیمانده از بیگ بنگ تشکیل شده بودند و از خورشید بسیار بزرگ‌تر بودند. سپس این ستارگان به سیاهچاله‌های بسیار پر جرم تبدیل شدند؛ همان  سیاه‌چاله‌هایی که اکنون در مرکز بیشتر کهکشان‌ها دیده می‌شوند.

تاریخچه تلسکوپ فضایی جیمز وب

طرح‌های اولیه تلسکوپ جیمز وب که به تلسکوپ فضایی نسل بعد مشهور است، در سال 1996 آغاز شد. در سال 2007، یک بودجه 1 میلیارد دلاری به پرتاب این تلسکوپ اختصاص یافت و برنامه‌های تحقیقاتی بسیاری روی آن انجام گرفت؛ اما این برنامه‌ها به دلیل هزینه زیاد و تاخیرهای بسیار با مشکل مواجه شد. سرانجام ساخت و ساز این تلسکوپ در سال 2016 و با هزینه 10 میلیارد دلار به پایان رسید. در همان سال‌ها، ماهیت پرخطر پرتاب این تلسکوپ توسط رسانه‌ها، دانشمندان و مهندسان سراسر جهان بسیار مورد توجه قرار گرفت.

بیل نلسون، مدیر ناسا، بر این باور است که تلسکوپ جیمز وب نمایی جدید و پیشگامانه از کیهان را به بشریت ارائه می‌دهد. منظره‌ای که جهان قبلا ندیده است. این تصاویر، عمیق‌ترین نمای فروسرخ جهان است که تا به حال گرفته شده و به این نشان می‌دهد که چگونه جمیز وب پاسخ سؤالاتی را به ما می دهد که حتی به فکر پرسیدن آن ها نبودیم.  سوالاتی که به انسان کمک می‌کند تا جهان و جایگاه بشر را بهتر درک کند. تصاویر جدید تلسکوپ جیمز وب درک ما از کیهان و منشا خودمان را متحول خواهد کرد. گونتر هاسینگر، مدیر علوم ESA می‌گوید: «این شروع عصر جدیدی برای مشاهده جهان و انجام اکتشافات علمی هیجان‌انگیز است.

اولین مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب توسط گروهی از مدیران ناسا

WASP-96b: مشاهدات دقیق جیمز وب از این سیاره داغ و پف کرده در خارج از منظومه شمسی از وجود آب خبر می‌دهد؛ چیزی که مطالعات قبلی روی این سیاره شناسایی نکرده بود. با کشف آب در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی صدها منظومه دیگر نیز مورد بررسی قرار گرفته اند تا عناصر تشکیل دهنده آن ها شناسایی شوند.

حلقه جنوبی: این سیاره از گازهای در حال انبساط تشکیل شده است که ستاره‌ها را احاطه می‌کند و تقریبا 2000 سال نوری از ما فاصله دارد. چشمان قدرتمند تلسکوپ جیمز وب، دومین ستاره در حال مرگ را برای اولین بار در معرض دید  قرار داد! جیمز وب در غبار ستارگان پیری که ممکن است روزی به ستاره یا سیاره جدیدی تبدیل شوند کاوش می‌کند.

پنج‌گانه استفان: جیمز وب به کهکشان‌های فشرده واقع در صورت فلکی پگاسوس و پوشش غبارآلود مرکز کهکشان نفوذ کرد تا سرعت و ترکیب گازهای سیاه ‌چاله‌ را آشکار کند. اکنون، دانشمندان می‌توانند با در دست داشتن جزئیات بی نظیر، نحوه تشکیل کهکشان‌ها و چگونگی ایجاد گاز در آن ها را بررسی کنند.

سحابی کارینا: نگاه جیمز وب به صخره‌های کیهانی، اولین مراحل شکل‌گیری ستاره‌ها را آشکار می‌کند. تلسکوپ جیمز وب با نگاهی به این منطقه ستاره ساز در صورت فلکی جنوبی کارینا قادر است ستاره‌های تازه شکل گرفته را ببیند و گاز و غباری تشکیل شده توسط آن‌ها را مطالعه می‌کند.

تولد ستارگان و منظومه‌های پیش سیاره‌ای

جهان 13.8 میلیارد سال پیش در تاریکی متولد شد. ستون‌های آفرینش، صورت فلکی عقاب از معروف‌ترین زادگاه‌های ستاره‌ها هستند. ستاره‌ها در ابرهای گازی قرار می‌گیرند و فشار تشعشعی  که با رشد آن ها اعمال می‌شود، گازها را از بین می‌برد (اگر این گازها خیلی پراکنده نباشند می توانند برای تشکیل ستاره‌های دیگر استفاده شوند). بنابراین، دیدن چنین پدیده ای بسیار دشوار است، اما چشم‌های مادون قرمز JWST ستاره‌هایی که در این پیله‌ها متولد شده‌اند را مشاهده کردند.

نمایی از صورت فلکی حلقه جنوبی، بقایای یک ستاره منفجر شده و نشانه‌هایی از مولکول‌های کربن پیچیده معروف به هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای یا PAH را نشان می‌دهد که در میان آن شناور بودند. این مولکول‌ها در فضا حرکت می‌کنند و در ابرها مستقر می‌شوند و سپس ستاره‌ها، سیارات، سیارک‌ها و حیات‌های دیگر پدید می‌آیند.

در دهه گذشته، تلسکوپ فضایی کپلر ناسا تعداد زیادی سیاره فراخورشیدی کشف کرده است. تکنولوژی حسگرهای قدرتمند JWST قادر خواهند بود در عمق بیشتری به این سیارات نگاه کنند. در برخی موارد تصویر برداری از جو آن‌ها و نحوه شکل گیری سیارات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بهتر پیش بینی کنند که آیا این سیارات قابل سکونت هستند یا خیر.

مهم‌ترین هدف تلسکوپ فضایی جیمز وب

نگاه کردن به کهکشان‌ها روشی مفید برای مشاهده چگونگی تشکیل ماده در مقیاس‌های غول پیکر است. که به نوبه خود نکاتی را در مورد چگونگی تکامل جهان به ما‌ می‌گوید. کهکشان‌های مارپیچی و بیضی شکلی که امروز می‌بینیم در واقع طی میلیاردها سال تکامل یافته‌اند. یکی از اهداف تلسکوپ جیمز وب این است که اولین کهکشان‌ها را نشان دهد تا انسان تکامل را بهتر درک کند. دانشمندان همچنین در تلاشند تا به چگونگی شکل‌گیری انواع کهکشان‌هایی که امروزه قابل مشاهده هستند، دست یابند.

نتیجه گیری

قدرت تلسکوپ جیمز وب بسیار بیشتر از تلسکوپ هابل است. مدت زمانی که جمیز وب برای گرفتن تصاویر نیاز داشت، ده ساعت بود؛ اما همین تصویربرداری برای تلسکوب هابل حدودا ده هفته طول کشید. تلسکوپ فضایی جیمز وب 10 میلیارد دلاری، بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ علمی فضایی ناسا برای کشف تاریخ کیهان از بیگ بنگ تا تشکیل سیارات بیگانه و فراتر از آن است. این تلسکوپ یکی از رصدخانه‌های بزرگ ناسا است و عمیق‌ترین و واضح‌ترین تصاویر کیهان را از گذشته ای دور ارائه داده است. اولین تصاویر به اشتراک گذاشته شده از تلسکوپ جیمز وب، جهان پنهان را به ما نشان می‌دهد و به گنجینه ای از اکتشافات آینده اشاره می‌کند.