داستان یک پژوهش شگفت‌انگیز

ندا اظهری، خبرنگار گروه دانشگاه: اواخر دسامبر 2021 که قدرتمندترین تلسکوپ فعلی دنیا با نام «جیمز وب» به فضا پرتاب شد، بسیاری از دانشمندان امیدوار بودند که حقایق تازه‌ای از عکس‌ها و تصاویر ارسالی از این تلسکوپ به زمین به دست بیاورند تا شاخت کامل‌تری از کهکشان ناشناخته پیدا کنند. 11 جولای روز سرنوشت‌سازی برای این تلسکوپ بود تا به این باورها جامه‌عمل بپوشاند. «جیمز وب» در نخستین مأموریت خود پس از استقرار کامل در مدار زمین، دو روز گذشته موفق شد نخستین تصاویر ثبت شده را به زمین مخابره کند. تلسکوپ «جیمز وب» در ژانویه 2022 وارد مدار شد.

تلاش 20 ساله  برای ساخت تلسکوپ 10 میلیارد دلاری

به گزارش sky، دانشمندان و مهندسان از سه آژانس فضایی در دنیا مدت 20 سال روی پروژه جیمز وب کار کرده‌اند تا این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری به سرانجام برسد. این تلسکوپ با هدف مشاهده اجسام و اجرام آسمانی با استفاده از نور مادون قرمز است که قابل مشاهده با چشم انسان باشد. قرار است در قالب تصاویری که جیمز وب به زمین ارسال می‌کند، دانشمندان و محققان به دنبال نشانه‌هایی از وجود حیات در کهکشان باشند تا دریابند که آیا سیارات دیگر جایی برای زیست بشر در سال‌های آینده هست یا خیر. محققان اذعان کرده‌اند که این تصاویر گرفته شده، دورترین تصاویری است که بشر تا به امروز در زمان و مسافت مشاهده کرده و بخشی از تصویر را نشان می‌دهد که نور را بلافاصله پس از انفجار بزرگ نشان می‌دهد. جیمزوب تنها نسخه به‌روزشده تلسکوپ 32 ساله هابل نیست بلکه نوع نگاه به کهکشان هم در آن متحول شده است. توانایی جمع‌آوری نور در این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری که بهترین معیار ممکن برای مشاهده اجسام است، تقریبا در مقایسه با هابل دو برابر شده است. مادون قرمز اگرچه برای چشم انسان نوری مرئی به حساب می‌آید، اما رنگ قدیمی‌ترین و کم‌نورترین اجرام کیهانی است؛ از این رو محققان از این نور در قالب تلسکوپ جیمز وب استفاده کرده‌اند. یکی از چالش‌هایی که محققان در استفاده از نور مادون قرمز برای آن داشتند، سرد بودن فضا بود. اما یک نگاه اجمالی به پرتوهای خورشید یا گرمای هدررفت از سیستم‌های خود، دید مادون قرمز تلسکوپ را مانند چراغ‌های جلوی ماشین‌های مقابل در شب، کور می‌کند. ابزارها و تجهیزات به کار رفته در جیمز وب تا دمای منفی 267 درجه سانتی‌گراد خنک می‌شوند و برای در امان ماندن آنها از اشعه خورشید، تلسکوپ در آن سوی ماه و در سایه آن به دور زمین می‌چرخد.

ویژگی عکس ارسالی جیمز وب

به گزارش nasa، از میدان عمیق که توسط دوربین مادون قرمز نزدیک به جیمز وب ثبت شده، ترکیبی به دست آمده از تصاویری در طول موج‌های مختلف است و این تلسکوپ، توانست این عکس را در طول موج‌های مادون قرمز فراتر عمیق‌ترین میدان‌های تلسکوپ فضایی هابل که هفته‌ها طول کشید، تنها در 12.5 ساعت ثبت کند. این تصویر نشان‌دهنده خوشه کهکشانی SMACS 0723 است که 4.6 میلیارد سال پیش شکل گرفته است. جرم ترکیبی این خوشه کهکشانی به‌عنوان یک عدسی گرانشی عمل می‌کند به‌طوری که حتی کهکشان‌های دورتر از آن هم با بزرگنمایی لازم در این عکس نمایش داده شده است. جیمز وب با توجه به دوربین NIRCam که دارد، این کهکشان‌های راه دور را هم با فوکوس بالایی به دام انداخته و تصویر آنها را ثبت کرده است. این کهکشان‌های دوردست غالبا ساختارهای کوچک و کم‌نوری دارند که تا پیش از این در هیچ‌کدام از تصاویر خوشه‌های ستاره‌ای و ثبت شده توسط تلسکوپ هابل و دیگر تلسکوپ‌ها ثبت و دیده نشده بودند. آنچه محققان در این تصویر ارسال شده به دنبال آن هستند، شناسایی و محاسبه جرم، سن، تاریخچه و ترکیبات کهکشان‌هاست. از دیگر ویژگی‌های این تصویر ثبت شده می‌توان به تمام رنگی بودن آن اشاره کرد که برای اولین بار در تاریخ اتفاق می‌افتد.

نخستین مأموریت  با ثبت تصویری عمیق

تا سال‌ها، تلسکوپ هابل یکی از قدرتمندترین و به‌روزترین تلسکوپ‌های دنیا بود و دانشمندان به واسطه آن، اطلاعات زیادی از فضا کسب کردند. اما دانشمندان چند سالی به دنبال جایگزینی برای آن بودند تا اینکه «جیمز وب» متولد شد و به واسطه ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی که داشت، توانست توجه دنیا را به خود جلب کند. تلسکوپ فضایی «جیمز وب» ناسا در نخستین مأموریت خود توانسته یکی از عمیق‌ترین و شفاف‌ترین تصاویر مادون قرمز را تا دوردست‌ها از کهکشان راه شیری ثبت کند. تصویری که از این تلسکوپ به زمین ارسال شده تصویری از یک خوشه کهکشانی به نام SMACS 0723 است که با جزئیات بسیاری همراه است. در این تصویر، هزاران کهکشان حتی کم‌نورترین اجرام آسمانی نیز به واسطه قابلیت مادون قرمز که در این تلسکوپ وجود دارد، مشاهده می‌شود و اولین باری است که تصویری با این جزئیات از یک خوشه کهکشانی ثبت می‌شود. این بخش از جهان پهناور، بخشی از آسمان را می‌پوشاند که تقریبا به اندازه یک دانه شن است.

دریچه‌ای به تاریخ کهکشان

به گزارش «گاردین»، جو بایدن، این عکس را «دریچه‌ای نو به تاریخ کهکشان» نامیده و آن را شگفت‌آور و درک آن را دشوار می‌داند. به گفته او، این یک لحظه تاریخی برای علم‌وفناوری و کل بشریت است. همچنین بیل نلسون، مدیر ناسا می‌گوید: «این تصویر، نور کهکشان را نشان می‌دهد که به دور کهکشان‌های دیگر انتشار می‌یابد و قبل از رسیدن به تلسکوپ، میلیاردها سال را طی می‌کنند. ما با نگاه به این عکس، درواقع به 13.5 میلیارد سال پیش نگاه می‌کنیم که نزدیک به نقطه شروع تخمینی کیهان است. این تلسکوپ می‌تواند با استفاده از سیستمی از عدسی‌ها، فیلترها و منشورها به درون جو سیارات فراخورشیدی نگاه کند و برخی از قدیمی‌ترین کهکشان‌های جهان را با استفاده از این سیستم‌ها برای تشخیص سیگنال‌های طیف فروسرخ رصد کند.» محققان عنوان کرده‌اند که این تلسکوپ از زمان پرتاب تاکنون بی‌عیب و نقص عمل کرده است. آنها با ارسال جیمز وب به فضا قصد دارند نخستین ستاره‌ها و کهکشان‌هایی را که بعد از انفجار بزرگ شکل گرفته‌اند، مشاهده کنند. ناسا اشاره کرده است که جیمز وب پنج هدف اولیه کیهانی برای رصد دارد که از آن جمله، سحابی «کارینا» به‌عنوان مهدکودک آسمانی است که ستاره‌ها در آن شکل می‌گیرند. این سحابی حدود 7600 سال نوری از این فاصله دارد و ستارگان عظیمی را در خود جای داده‌اند که چند برابر بزرگ‌تر از خورشید هستند؛ مشاهده سیاره غول پیکر WASP-96 b که بیشتر از گاز ساخته شده و در خارج از منظومه شمسی قرار گرفته است؛ سحابی حلقوی جنوبی، ابرگازی درحال انبساط است که ستاره درحال نابودی را که 2000 سال نوری فاصله دارد، احاطه کرده است؛ همچنین پنج‌گانه «استفان» به دلیل نخستین گروه کهکشانی فشرده کشف شده در سال 1877 قابل‌توجه است.

در این رابطه بیشتر بخوانید:

ماجرای یک عکس (لینک)