در این مطلب به شما خواهیم گفت که ماموریت جیمز وب چیست و چه رازورمزهایی از کیهان را در طول سفر یک دهه‌ای خود فاش خواهد کرد؟
می‌توان گفت که تلسکوپ فضایی جیمز وب ما را تابه‌حال ناامید نکرده است. هیجانات پرتاب بزرگ‌ترین تلسکوپ فضایی بسیار زیاد بودند و تصاویری که این تلسکوپ با ما به اشتراک گذاشته‌است نفس‌گیر هستند.
بیشتر بخوانید: کری خوانی هابل برای جیمز وب ؛ تصویر شگفت‌انگیز هابل از خوشه ستاره‌ای ترزان 1
ماموریت جیمز وب چیست ؟
ولی قطعا کارهای بیشتری از فرستادن عکس‌های زیبا از این تلسکوپ برمی‌آید. اخترشناسان چه اطلاعاتی را در طول این سفر ده‌ساله از این تلسکوپ دریافت خواهند کرد؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب چه سوالاتی را پاسخ خواهد داد؟ چه اسراری از کیهان را فاش خواهد کرد؟
اخترشناس‌ها، اخترفیزیک‌دان‌ها و کسانی که به دنبال سیاره‌های دیگر برای سکونت هستند سوالات بسیاری دارند که امیدوار هستند تلسکوپ فضایی جیمزوب به آنها پاسخ دهد. در این مطلب، 4 سوال اصلی که انتظار می‌رود این تلسکوپ فضایی خارق‌العاده به آنها پاسخ دهد را با شما در میان می‌گذاریم.
ستاره‌های اولیه چه شکلی بودند؟
اخترشناسان همواره نگاهی به گذشته دارند، زیرا طی مسافت برای نور در پهنه کیهان وسیع به صرف زمان احتیاج دارد. در مطلب ماموریت جیمز وب چیست به بررسی امکاناتی که این تلسکوپ برای پاسخ‌گویی به این سوال در اختیار ما می‌گذارد می‌پردازیم. پاسخ به این سوال یکی از اهداف تلسکوپ جیمز وب است.
وقتی به چیزهایی که در فضا وجود دارد نگاه می‌کنیم، آنها را در شرایط کنونی نمی‌بینیم، بلکه به زمانی نگاه می‌کنیم که نوری که به ما رسیده از آن جسم ساطع یا منعکس شده‌است.
پس وقتی به آسمان شب نگاه می‌کنیم، در واقع به گذشته کیهان می‌نگریم. پس کهکشان های دوردستی که دیده می‌شوند، جزو کهکشان‌های قدیمی‌تر شکل گرفته‌شده در کیهان هستند.
تلسکوپ فضایی هابل که سال‌ها قبل از جیمز وب به فضا پرتاب شده‌بود انقلابی در این حیطه در تحقیقات رقم زد و هزاران کهکشان را در قسمتی بسیار کوچک از فضا (به نحوی که پشت یک دانه شن می‌توان پنهانش کرد) کشف کرد.
دورترین کهکشانی که قبل از جیمز وب توسط هابل رصد شده بود، 13.1 میلیارد سال نوری دورتر از کره زمین بود. ولی محققان می‌خواهند از این نیز فراتر بروند و به زمانی برسند که ستارگان و کهکشان‌ها برای اولین‌بار پدیدار شدند، که تخمین زده شده 100 الی 200 میلیارد سال بعد از وقوع بیگ‌بنگ (مه‌بانگ) تشکیل شده‌اند.
آنها به دنبال اولین اشعه‌های نوری هستند که عصر تاریک کیهان را برای اولین‌بار روشن کردند. این‌جاست که جیمز وب وارد کار می‌شود، که نور فروسرخ را به جای نور مرئی (که چشم ما و لنز هابل به آن حساس است) جمع می‌کند.
نور فروسرخ قادر است از گردوخاک‌هایی که گاهی دید ما را محدود می‌کنند عبور کند. در کهکشان‌های اولیه، مشکلی حتی بنیادی‌تر از مشاهده نور مرئی وجود دارد؛ جهان پس از بیگ‌بنگ همواره در حال گسترش و انبساط است. هر نوری که در این دنیا در حال انتشار است نیز کشیده می‌شود.
نوری که از ستارگان و کهکشان‌های اولیه به ما می‌رسد به قدری کشیده شده‌است که از طیف نور مرئی خارج شده و به نور فروسرخ تبدیل شده‌اند. حال برای اولین بار، می‌توانیم این نورها را ببینیم.
دکتر اما کرتیس-لیک، محقق پروژه جیمز وب در دانشگاه هرتفوردشایر می‌گوید:
«الان دانشمندان فرصت این را دارند که ببینند اولین کهکشان‌های دنیا چگونه بودند و شواهدی از اولین ستارگان تشکیل‌شده در کیهان را کشف کنند.»
بیشتر بخوانید: تصویر خارق‌العاده جیمز وب از ستون‌های آفرینش با جزئیاتی بی‌سابقه ؛ شگفتی‌های جیمز وب ادامه دارد!
کهکشان‌ها چگونه شکل می‌گیرند؟
ما در کهکشان راه شیری، کهکشانی پرستاره با بیش از 400 میلیارد ستاره زندگی می‌کنیم. در مطلب ماموریت جیمز وب چیست به بررسی امکاناتی که این تلسکوپ برای پاسخ‌گویی به این سوال در اختیار ما می‌گذارد می‌پردازیم. پاسخ به این سوال یکی از اهداف تلسکوپ جیمز وب است.
تخمین زده‌شده که بیش از دو تریلیون کهکشان دیگر نیز در دنیا وجود دارد. سوالی که پیش می‌آید این است که این ساختارها چگونه شکل گرفته‌اند؟
بیشتر اخترشناسان از رویکردی پایین به بالا برای پاسخ به این سوال استفاده می‌کنند به‌طوری که تلاش دارند با بررسی گروه کوچک‌تری از ستارگان به پاسخ این سوال برسند.
با این وجود، نحوه روی‌دادن این فرآیند واضحا مشخص نیست. یکی از تصاویر اولیه جیمز وب مجموعه‌ای از پنج کهکشان است که چهارتای آنها با هم تعامل دارند.
این عکس نشان می‌دهد که جاذبه باعث رقص این کهکشان‌ها با یک‌دیگر می‌شوند و غبارات و گازها و ستاره‌ها بر اثر جاذبه یک‌دیگر به سمت هم کشیده می‌شوند. یکی از این کهکشان‌ها به نام NGC 7318B موج‌های عظیمی را در خلال این فرآیند تولید می‌کند.
هرچند این چهار کهکشان با فاصله 300 میلیون سال نوری نسبتا نزدیک (در مقیاس کیهانی) محسوب می‌شوند، ولی مطالعه این کهکشان‌ها به دانشمندان کمک خواهد کرد که هنگام مواجه با کهکشان‌های دوردست‌تر چه واکنش و انتظاراتی داشته‌باشند.
یکی از ابزارهایی که روی جیمز وب نصب شده‌است برای این امر بسیار مناسب است: طیف‌نگار فروسرخ نزدیک.
اخترشناسان جمیز وب را به سمت یک سیاه‌چاله عظیم در یکی از این پنج کهکشان نشانه رفته‌اند. سیاه‌چاله‌ها نقشی اساسی و عظیم در تکامل کیهان دارند.
سیاه‌چاله کهکشان NGC 7319 جرمی معادل با 24 میلیون خورشید دارد. عددی چنان بزرگ که تنها توجیه منطقی برای آن این است که این سیاه‌چاله از تجمیع تعداد زیادی سیاه‌چاله کوچک‌تر تشکیل شده‌است.
به نقل از کرتیس-لیک:
«لحظه موردعلاقه من وقتی بود که طیف فروسرخ نزدیک کهکشانی 13 میلیارد سال نوری دورتر از ما را مشاهده کردم. نمی‌توانم برای داشتن اطلاعات به دست‌آمده و تست مدل‌های تحقیقاتی روی این اطلاعات صبر کنم.»
این طیف‌سنج می‌تواند صدها کهشکان را در آن واحد رصد کند و به دنبال جایی باشد که این تجمیع‌ها در حال رخ‌دادن هستند.
بیشتر بخوانید: نخستین تصویر جیمز وب از مریخ منتشر شد
ستاره‌ها و سیاره‌ها چگونه به دنیا آمده‌اند؟
دنیای مدرن امروز راه‌های بسیاری برای مرور دوران کودکی پیش پای مردم می‌گذارد، ولی متاسفانه این امر در مورد ستارگان و کهکشان‌ها صادق نیست. در مطلب ماموریت جیمز وب چیست به بررسی امکاناتی که این تلسکوپ برای پاسخ‌گویی به این سوال در اختیار ما می‌گذارد می‌پردازیم. پاسخ دادن به این سوال در چشم‌انداز تلسکوپ جیمز وب دیده می‌شود.
خورشید ما 4.6 میلیارد سال سن دارد و در حال طی کردن دوران میان‌سالی خود است ولی اخترشناسان ستارگانی با سن تنها یک میلیارد سال کشف کرده‌اند که می‌توان گفت معادل یک بچه انسان 3.5 روزه است.
در بین اولین عکس‌هایی که توسط جیمز وب به دست ما رسیده‌است عکس سحابی نبیولا است، حجمی از گاز و گردوغبار که از بطن آن ستارگان جدیدی زاده می‌شوند.
این نوزادهای ستاره‌ای توسط گردوغبار پوشیده شده‌اند که دید نور مرئی را تار می‌کنند، ولی نور فروسرخ ساطع‌شده از این ستارگان به جیمز وب می‌رسند. طیف فروسرخ ستارگان پنهان را آشکار ساخته و به اخترشناسان امکان بررسی تشعشات تاثیرگذار روی گاز اطراف این ستارگان را می‌دهد.
این تلسکوپ همچنین قابلیت دیدن منطقه‌های سیاره-زای اطراف ستاره‌ها را نیز دارد. رزولوشن بالاتر جیمزوب توانایی دیدن قسمت درونی‌تر این منطقه‌ها که امکان تشکیل سیاره‌های سنگی در آن وجود دارد را نیز دارد.
برای مثال، اگر آب درون و اطراف این سیاره‌های سنگی وجود داشته باشد، شانس ما برای کشف دنیاهای آبی دیگر در کیهان افزایش می‌یابد. اخترشناسان قبلا نیز از کشف سیاره‌های دوردست متنوع شگفت‌زده شده‌اند. بسیاری از ستاره‌ها، سیاره‌هایی دارند که به آنها ابر-زمین و مینی-نپتون گفته می‌شود.
این سیارات معمول‌ترین سیارات یافت‌شده در کیهان هستند ولی در منظومه شمسی ما همچین سیاره‌ای وجود ندارد. جیمز وب به ما کمک می‌کند که بفهمیم این سیاره‌ها چه شکلی داشته و چگونه به وجود آمده‌اند؟ بسیاری از این مشاهدات فقط در حالت فروسرخ می‌توانند اتفاق بیفتند که متاسفانه توسط جو زمین جذب می‌کند.
هدف جیمز وب رسیدن به فاصله 1.5 میلیون کیلومتری زمین است تا نور فروسرخ ساطع‌شده توسط زمین تاثیری روی آن نداشته باشد و بتواند جزئیات‌های واضحی از وقایع میلیون‌ها سال نوری دورتر ثبت کند.
بیشتر بخوانید: تاج‌نگار جیمز وب سیاره‌ای فراخورشیدی را آشکار کرد!
آیا زمین دیگری در جهان وجود دارد؟
شاید بزرگ‌ترین سوالی که بتوان در مورد دنیا پرسید این است که آیا ما تنها هستیم؟ در مطلب ماموریت جیمز وب چیست به بررسی امکاناتی که این تلسکوپ برای پاسخ‌گویی به این سوال در اختیار ما می‌گذارد می‌پردازیم. پاسخ دادن به این سوال در چشم‌انداز تلسکوپ جیمز وب دیده می‌شود.
جیمز وب به ما کمک می‌کند که قدمی بزرگ برای یافتن پاسخ این سوال برداریم. تاکنون کشف بیش از 5000 سیاره منظومه‌ای تایید شده‌است.
با این که سیارات دوردست کوچک‌تر و تاریک‌تر از چیزی هستند که بتوان مستقیم آنها را دید، ولی با عبور از روی ستاره خود باعث اختلالی موقت در روشنایی انتقالی می‌شوند. این تغییر حدود 1 درصد است ولی اطلاعات فراوانی به ما می‌دهد.
هنگامی که سیاره‌ای بین زمین و ستاره خود قرار می‌گیرد، مقداری از نور ستاره از جو سیاره عبور کرده و باعث می‌شود که عنصرهای شیمیایی مختلف و مولکول‌ها مقداری از نور ستاره را جذب کرده و در نتیجه حفره‌هایی در طیف نور رسیده به جیمز وب وجود خواهد داشت.
آب و متان، که در زمین توسط میکروب‌ها تولید می‌شود، دو مثال کلیدی هستند. اخترشناسان می‌خواهند بدانند که این دو عنصر در بین سیاره‌های منظومه‌ای چقدر متداول هستند.
اولین اطلاعات منتشرشده توسط جیمز وب ردپاهایی از آب را در سیاره WASP-96b نشان می‌دهد. با این که وجود آب روی این سیاره منظومه‌ای قبلا تایید شده بود، جمیز وب نگاهی عمیق‌تر به جو این دنیای بیگانه انداخت و جزئیات بیشتری در اختیار ما قرار داد.
علی‌رغم این که این تلسکوپ برای این کار طراحی نشده‌است ولی آن را به نحو احسن به انجام می‌‌رساند. تلسکوپ‌های پیشین حفره‌های زیادی در اطلاعات خود داشتند زیرا با دوران به دور زمین، وارد و خارج سایه آن می‌شدند. تلسکوپ جیمز وب با فاصله 1.5 میلیون کیلومتری چنین مشکلی ندارد.
بیشتر بخوانید:
- آهنگ‌آرایی داده‌ها و تصاویر تلسکوپ جیمز وب به قطعات صوتی!
- اسرار پیدایش زمین با مطالعه‌ی شهاب سنگ مریخی کهن‌سال فاش شد!
- مهندسی مواد و دی‌ان‌ای؛ انقلابی در صنعت الکترونیک در راه است؟
- کشف یک اَبَر زمین زیست‌پذیر که تنها 37 سال نوری با ما فاصله دارد [+عکس]
- پیوند فوتونی راه پژوهشگران برای اینترنت کوانتومی تمام سیلیکونی
نظر شما درباره ماموریت جیمز وب چیست ؟ نظرات خود را با تکراتو در میان بگذارید و اخبار تکنولوژی را با ما دنبال کنید.
