علت اهمیت بالای تصاویر ارسالی جیمز وب چیست؟/ دورترین نقاط کیهان زیر ذره‌بین جانشین هابل

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، چندی پیش خبر انتشار اولین تصویر رنگی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب، بر صدر اخبار جهان نشست. در واقع این تصویر زیبا و هیجان انگیز اولین تصویر تمام رنگی و واضح از میلیون‌ها کهکشان در اعماق فضا بود، به عبارتی عمیق‌ترین تصویری که تاکنون بشر می‌توانست از جهان پیرامون خود دیده باشد که به گفته ناسا قدمت آن به ۱۳ میلیارد سال نوری باز می‌گردد.

برخی جیمز وب را نسخه تکمیل‌تر تلسکوپ هابل می‌خوانند؛ ناسا در وبسایت خود درباره تلسکوپ جیمز وب چنین توضیح می‌دهد «وب اغلب جایگزین هابل نامیده می‌شود، اما ما ترجیح می‌دهیم آن را جانشین بنامیم، وب جانشین علمی هابل است. انگیزه اهداف علمی آن بررسی نتایج مشاهدات هابل بود. علم هابل ما را وادار کرد تا به دنبال طول موج‌های طولانی‌تر باشیم تا از آنچه هابل قبلا انجام داده است، فراتر برویم.»

دلیل دیگری که نمی‌توان وب را جایگزین هابل دانست، یکسان نبودن توانایی‌های آن‌هاست. وب در درجه اول به جهان در مادون قرمز نگاه می‌کند، در حالی که هابل آن را در طول موج‌های نوری و فرابنفش مطالعه می‌کند، وب همچنین آینه‌ای بسیار بزرگتر از هابل دارد. این منطقه بزرگ‌تر جمع‌آوری نور به این معناست که وب می‌تواند بیشتر از زمانی که هابل قادر به انجام آن است به گذشته نگاه کند. هابل در مداری بسیار نزدیک به دور زمین قرار دارد در حالی که وب در دومین نقطه لاگرانژ یعنی در(L2) ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین مستقرشده است.

بیشتر بخوانید:

توانایی تلسکوپ «جیمز وب» در جستجوی سرنخ‌هایی از حیات بیگانه

ماشین پرنده کاشفان کیهان دقیقاً چگونه به فضا می‌رود؟ / تجلی دانش بشر در پرواز ماشین‌های فضایی

ابزار موجود در هابل می‌تواند بخش کوچکی از طیف مادون قرمز را از ۰.۸ تا ۲.۵ میکرون مشاهده کند اما قابلیت‌های اصلی آن در قسمت‌های فرابنفش و قابل مشاهده از ۰.۱ تا ۰.۸ میکرون است. وب اساساً در مادون قرمز رصد می‌کند و چهار ابزار علمی برای ثبت تصاویر و طیف‌های اجرام نجومی دارد. این ابزارها پوشش طول موجی از ۰.۶ تا ۲۸ میکرومتر را فراهم می‌کنند.

تلسکوپ جیمز وب که سال گذشته به عنوان فرزند دوم ناسا نامیده شد، تلسکوپ فضایی فوق‌العاده قدرتمندی است که در راستای زمین به دور خورشید می‌چرخد. جیمز وب در دسامبر ۲۰۲۱ با هدف رویت اشیاء ۱۰ تا ۱۰۰ برابر کم نورتر از هابل به فضا پرتاب شد. جالب است بدانید که هنگام پرتاب این تلسکوپ، دانشمندان ناسا تخمین می‌زدند وب بتواند فراتر از محدوده هابل رفته و نور اولین ستاره‌ها و کهکشان‌های کیهان را ببیند و نشان دهد که ستاره‌ها در ۱۳.۷ میلیارد سال پیش چگونه بوده‌اند.

اما تلسکوپ جیمز وب تا کجا را خواهد دید؟

یکی از دلایلی که وب می‌تواند اولین کهکشان‌ها را ببیند این است که یک تلسکوپ فروسرخ است. جهان در حال انبساط است. وقتی در مورد دورترین اجسام صحبت می‌کنیم نسبیت عام انیشتین در واقع وارد عمل می‌شود. این به اصل علمی می گوید که انبساط جهان یعنی همان فضای بین اجرام که در واقع کشیده شدن و باعث دور شدن اجرام از یکدیگر می‌شود؛ علاوه بر این، هر نوری در آن فضا نیز کشیده می‌شود و طول موج آن نور را به طول موج‌های بلندتر تغییر می‌دهد. این می‌تواند اجسام دور را در طول موج‌های مرئی نور بسیار کم نور (یا نامرئی) کند، زیرا این نور به عنوان نور فروسرخ به ما می‌رسد. تلسکوپ‌های فروسرخ مانند وب برای رصد این کهکشان‌های اولیه ایده آل هستند.

اگر بخواهیم توصیف ساده‌تری از عملکرد هابل و جیمز وب داشته باشیم، اینطور باید بگوییم که اساساً هابل می‌تواند معادل «کهکشان‌های کودک» را ببیند و تلسکوپ وب قادر به دیدن «کهکشان‌های نوزاد» است.

چرا مشاهدات فروسرخ برای نجوم مهم هستند؟

ستاره‌ها و سیاراتی که به تازگی در حال شکل گیری هستند در پشت پیله‌های غباری که نور مرئی را جذب می‌کنند پنهان شده‌اند. همین امر در مورد مرکز کهکشان ما نیز صادق است. با این حال، نور مادون قرمز ساطع شده از این مناطق می‌تواند به این پوشش غبارآلود نفوذ کرده و آنچه در داخل است، آشکار کند.

تلسکوپ فضایی هابل بیش از ۳۰ سال پیش توسط شاتل فضایی دیسکاوری در مدار زمین مستقر شد. از آن زمان، هابل تصاویر تماشایی بسیاری تولید کرده است که نه تنها الهام بخش بوده بلکه بینش علمی ارزشمندی را ارائه کرده است و نشان می‌دهد که سرعت انبساط جهان در واقع به دلیل نیروی اسرارآمیزی به نام انرژی تاریک در حال افزایش است. هابل هنوز یک ابزار شگفت‌انگیز برای نجوم است و تا سال‌های آینده به مشاهدات علمی خود ادامه خواهد داد، اما دانشمندان خواهان چیزی فراتر بودند از این رو بوده که تلسکوپ فضایی جیمز بود در حال حاضر در فضا و در مدار خورشید است.

حساسیت جیمز وب به طول موج‌های بسیار طولانی‌تر به آن اجازه می‌دهد از میان ابرهای غباری که معمولاً ستاره‌ها، منظومه‌های سیاره‌ای و کهکشان‌های دوردست را از چشم کنجکاو هابل پنهان می‌کنند، نگاه کند. این بدان معنی است که وب آنقدر حساس است که می‌تواند ترکیب اتمسفر سیارات فراخورشیدی دور را آشکار کند. همچنین می‌تواند در زمان بسیار دورتر و با جزئیات بسیار بیشتر از هابل به نظر برسد، زیرا دورترین و قدیمی‌ترین ستاره‌ها و کهکشان‌ها به نور فروسرخ منتقل می‌شوند؛ به این معنی که نور آن‌ها از حالت نوری و فرابنفش به مادون قرمز نزدیک رانده می‌شود. هیچ ابزار دیگری به جز جیمز وب وجود ندارد که بتواند اولین کهکشان‌های شکل گرفته در جهان را ببیند.

توجه کنید که ستارگان در نمای فروسرخ کوئینتت استفان(گروهی متشکل از پنج کهکشان) در مقایسه با رصد نوری هابل، چقدر شفاف‌تر هستند. به طور مشابه سحابی کارینا از دریچه جیمز وب بسیار غنی‌تر است و هر نقطه نوری جدید نشان دهنده ستاره دیگری است. وب به لطف ابزارهای حساس به فروسرخ خود می‌تواند تار عنکبوت را از گاز و غبار پاک کند و نه تنها صدها ستاره جدید، بلکه حفره‌ها و جت‌هایی را که از ستاره‌های بسیار جوان می‌وزند نیز نشان ‌دهد.

این تازه آغاز کار است و تنها بخشی از سطح آنچه باید خراشیده شده است تلسکوپ جیمز وب به آرامی شروع به خم شدن عضلات خود می‌کند تا تعداد فزاینده‌ای از اسرار جهان را فاش کند.

انتهای پیام/۴۱۴۴