سه شنبه ۲۱ تیر ۱۴۰۱ شماره ۱۵۸۷
درباره تلسکوپ «جیمز وب»به بهانه انتشار اولین تصویر رنگی این تلسکوپ
عباس لعل بار: پس از مدتها انتظار از اولین تصویر اصلی تلسکوپ فضایی «جیمزوب» رونمایی شد و تصاویر دیگری نیز روز آینده (چهارشنبه) منتشر خواهند شد.
این تصویر که یکی از پنج تصویر ثبت شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب است توسط جو بایدن، رئیس جمهور ایالات متحده آمریکا طی رویدادی در کاخ سفید که به صورت زنده پخش میشد، رونمایی و به طور همزمان در وبسایت ناسا و رسانههای اجتماعی منتشر شد. پخش زنده این رویداد که قرار بود در ساعت ۱:۳۰ بامداد به وقت تهران آغاز شود، با تاخیر در ساعت ۲:۴۵ بامداد به وقت تهران آغاز شد.
این اولین تصویر از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا است که عمیقترین و واضحترین تصویر مادون قرمز از جهانهای دور را تا به امروز نمایش میدهد. این تصویر از خوشه کهکشانی SMACS 0723 ثبت شده و مملو از جزئیات است. هزاران کهکشان از جمله کم نورترین اجرام آسمانی رصد شده در نور مادون قرمز در آن نمایان شدهاند. این کهکشان تنها بخش کوچکی از آسمان را تشکیل میدهد.
سایر تصاویر این تلسکوپ که به گفتهی بیل نلسون رئیس ناسا، عمیقترین تصاویر ثبت شده از جهان ما تاکنون هستند قرار است (چهارشنبه/ ۲۲ تیر) ساعت ۱۹به وقت تهران منتشر شوند.
ناسا در روز جمعه هشتم ژوئیه(۱۷ تیر) فهرستی از اولین اهداف کیهانی تلسکوپ جیمز وب را در وبسایت خود به اشتراک گذاشت که شامل سحابیها و سیارات فراخورشیدی میشد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب که پروژه مشترک آژانسهای فضایی آمریکا، اروپا و کانادا است در تاریخ ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱، مصادف با چهارم دی ماه سال ۱۴۰۰ به فضا پرتاب شد. این رصدخانه پیشرفته فضایی پس از گذشت یک ماه به مقصد خود در نقطه لاگرانژ ۲ رسید و راهاندازی ابزارهای علمی پیشرفته آن به مدت شش ماه توسط محققان در زمین پیگیری و دنبال شد. اکنون انتظارها به پایان رسیده و این تلسکوپ اولین تصویر خود را به نمایش گذاشته است و به زودی تصاویر دیگری از آن منتشر خواهد شد.
این تصویر و تصاویری که فردا منتشر خواهند شد، اولین تصاویر ارسال شده توسط تلسکوپ وب نیستند اما اولین تصاویر اصلی و تمام رنگی این رصدخانه ۱۰ میلیارد دلاری هستند. این تلسکوپ پیش از این نیز برای تراز آینه اصلی ۱۸ بخشی خود که ظاهری مشابه کندوی زنبور عسل دارد تصاویری از یک ستاره پر نور به نام HD 84406 ثبت و منتشر کرده بود.
این تصاویر تنها اولین موارد از بسیار تصاویری است که تلسکوپ جیمز وب ثبت و منتشر خواهد کرد. در ابتدا انتظار میرفت که وب به عنوان قدرتمندترین تلسکوپ پرتاب شده به فضا تا کنون، برای مدت دستکم ۱۰ سال در فضا به رصد کیهان بپردازد اما باقی ماندن سوخت اضافی در آن باعث شده که دانشمندان انتظار افزایش مدت ماموریت آن تا ۲۰ سال را داشته باشند.
ناسا به تازگی در صفحه اینستاگرام خود اعلام کرده که چهارمین و آخرین ابزار این تلسکوپ بررسی و آماده کار شده است. با آماده شدن دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) اکنون میتوان گفت که تمامی ابزارهای وب برای کاوش اسرار کیهان آماده کار هستند.
اکنون که شاهد اولین تصویر این تلسکوپ فروسرخ پر قدرت بودهایم میتوانیم با اشتیاق بیشتر منتظر انتشار سایر تصاویر در روز آینده بمانیم.
درباره « وب»
تلسکوپ فضایی جیمز وب در اکتبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد و به عنوان یکی از شاهکارهای ساخته دست بشر به آغاز جهان خواهد نگریست.
شاید ظاهر این تلسکوپ شما را به یاد Star Destroyers در استار وارز بیاندازد؛ تلسکوپی که تحولی در دانش ما در مورد فضا ایجاد خواهد کرد.
سال ۲۰۰۲ نخستین باری بود که گروهی از آژانس فضایی آمریکا در دیدار با گروهی از آژانس فضایی اروپا از پروژهای بلندپروازانه صحبت کردند؛ ساخت تلسکوپی که راه هابل را ادامه دهد و به آغاز جهان بنگرد: تلسکوپ فضایی جیمز وب.
کاربرد تلسکوپ فضایی جیمز وب چیست و چه تفاوتی با تلسکوپ هابل دارد؟
تلسکوپ فضایی جیمز وب یا JWST که مدتها است انتظار آن را میکشیم، در ماه اکتبر سال میلادی جاری (۲۰۲۱) به فضا پرتاب خواهد شد. اهمیت پرتاب و آغاز فعالیت جیمز وب از آن جهت است که با توجه به امکانات جدید این تلسکوپ، تحولی در رصد فضا رخ خواهد داد؛ تحولی که آغازگر فصلی جدید خواهد بود. سایهبان خورشیدی تلسکوپ که به اندازه یک زمین تنیس است و آینه اولیه ۶.۵ متری، مانند کشتی درون بطری، در درون موشک قرار میگیرد و پرتاب میشود. تلسکوپ JWST سی دقیقه پس از پرتاب از راکت جدا شده و در عرض یک روز در فضا مستقر میشود.
تلسکوپ فضایی جیمز وب مسئولیت تلسکوپهای پیشین مانند تلسکوپ فضایی کپلر، تلسکوپ فضایی اسپیتزر و صد البته تلسکوپ فضایی هابل را برعهده خواهد داشت.
این تلسکوپ پس از پرتاب بیش از ۱.۵ میلیون کیلومتر را طی میکند تا به نقطه پایدار جاذبه موسوم به لاگرانژ ۲ (L2) برسد. این نقطه روی خط مستقیم خورشید به زمین قرار دارد و بدین ترتیب JWST در مدار سالانه گردش زمین به دور خورشید مستقر میشود.
تلسکوپ فضایی جیمز وب، برخلاف تلسکوپ هابل که به دور زمین میچرخد و هر ۹۰ دقیقه در سایه آن قرار میگیرد، دیدی بدون مانع از جهان هستی خواهد داشت. اما از سوی دیگر، فاصله بسیار زیاد تلسکوپ از زمین بدین معنا است که ما توانایی سرویس و تعمیر آن را نخواهیم داشت.
تلسکوپ فضایی جیمز وب چه وظیفهای بر عهده دارد؟
تلسکوپ فضایی جیمز وب ۶ ماه پس از پرتاب رصد جهان را آغاز خواهد کرد و بین ۵.۵ تا ۱۰ سال پس از پرتاب در نقطه L2 باقی خواهد ماند. دانشمندان امید دارند که این تلسکوپ بتواند دیدی از اوایل جهان به آنها بدهد؛ اطلاعاتی که پیش از این نداشتهایم.
تلسکوپ فضایی جیمز وب یکی از بزرگترین و قدرتمندترین تلسکوپها است و انتظار میرود بینش جدیدی از هر مرحله از تاریخ جهان، از شکلگیری نخستین ابرهای غبار گرفته تا تشکیل منظومه شمسی در اختیار ما قرار دهد.
ناسا (NASA)، اسا (آژانس فضایی اروپا، ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) که در ساخت این تلسکوپ مشارکت داشتهاند، تاکید دارند که JWST، جانشین هابل است و نه جایگزین آن: تلسکوپ فضایی جیمز وب به ما کمک خواهد کرد تا اندازه و ژئومتری جهان را بهتر درک کنیم و بر ماده تاریک، انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی، نوری از آگاهی خواهد تاباند.
تلسکوپ فضایی هابل که سی سال پیش به فضا پرتاب شد، نخستین ابزار فضایی ما برای رصد جهان بود و دیدی بیسابقه از جهان به ما داد. هابل طول موجهای مرئی، فرابنفش و مادون قرمز نزدیک را رصد میکند؛ اما جیمز وب طول موج های قرمز مرئی تا فروسرخ میانه را رصد میکند تا اطلاعات بیشتری از آغاز جهان به دست بیاورد.
این امر بدین دلیل است که وقتی نور ساطع شده از اجرام درخشان اولیه، در جهانی در حال انبساط سفر میکند، زمانی به ما میرسد که طول موج های آن کشیده شده یا به اصطلاح دچار red-shift شده است. این امر بدین معنا است که جهان اولیه تنها در قسمت مادون قرمز طیف قابل رصد است.
چرا تلسکوپ فضایی جیمز وب مهم است؟
بسیاری از دانشمندان باور دارند که سیارهای درست مانند زمین، در جهان هستی وجود دارد و در جستجوی آن هستند. JWST از تمامی پیشینیان خود قویتر است و نگاهی دقیقتر و عمیقتر به اعماق فضا خواهد داشت تا سیارههای کهکشان های دوردست را کشف کند. تلسکوپ وب ابزاری دارد که به کمک آن میتوان اتمسفر سیارات را به منظور امکان حفظ حیات بررسی کرد.
البته تلسکوپهای بزرگ تری در سطح زمین وجود دارند، اما همانطور که از نام تلسکوپ فضایی جیمز وب بر میآید، این تلسکوپ در خارج از جو زمین قرار خواهد گرفت تا دیدی بدون مانع از جهان هستی فراهم کند.
بلیک بولاک، فیزیک اخترشناس و سرپرست سامانههای هوایی نورث روپ گرومان میگوید: برای شناخت کهکشانهای اولیه به آینه بزرگتری احتیاج داشتیم؛ این آینه بزرگتر به فرکانسهای بالاتر نور خواهد نگریست و آنها را بررسی خواهد کرد. این تلسکوپ باید سرد نیز نگاه داشته شود؛ به همین دلیل سایبانی به اندازه یک زمین تنیس دارد که مانند یک مانع با SPF یک میلیون عمل میکند و اجازه عبور هیچ نوری از خورشید را نمیدهد.
اما دلیل اهمیت وافر این تلسکوپ فضایی چیست؟
۱)تلسکوپ فضایی جیمز وب قدرتمند است.
بولاک میگوید: تلسکوپ فضایی جیمز وب بزرگترین و قدرتمندترین تلسکوپی است که تاکنون در فضا قرار گرفته است. تلسکوپهای بزرگی در سطح زمین وجود دارند؛ اما تلسکوپی با این ساختار و پیچیدگی تاکنون در فضا قرار نگرفته است.
تلسکوپ فضایی وب جانشین تلسکوپ فضایی هابل است و در حدود ۱۰۰ برابر از آن قدرتمندتر است و آینه بزرگتری نیز دارد. سطح جمعآوری نور بزرگتر به این معنا است که وب بسیار فراتر از توان هابل میتواند به گذشته بنگرد. هابل در مداری نزدیک به زمین قرار گرفته است؛ اما جیمز وب در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین خواهد بود.
۲)تلسکوپ وب نوعی ماشین زمان محسوب میشود.
تلسکوپ فضایی هابل با به کار بردن نهایت توان خود میتوانست کهکشانها را در زمان نوجوانی آنها رصد کند؛ اما با استفاده از تلسکوپ وب، مشاهده این کهکشانها در زمان نوزادی آنها امکان پذیر میشود. بولاک میگوید: تلسکوپ وب به ما امکان میدهد تا به گذشته بنگریم و نخستین اجرام جهان را برای اولین بار ببینیم. همچنین قادر خواهیم بود تا دیگر سیاراتی که به دور دیگر ستارهها میچرخند و سیارات فراخورشیدی دوردست را شناسایی کنیم. همچنین میتوانیم وجود اقیانوس، اتمسفر یا مواد شیمیایی اتمسفرهای این سیارات را بررسی کنیم.
تلکسوپ وب به دانشمندان امکان میدهد تا سیارکها دوردست و قمرهای آنها را بررسی کنند تا در مورد نحوه تشکیل و تاریخچه منظومه شمسی به اطلاعات دقیقتری دست پیدا کنند.
گروه های پژوهشی امید دارند که با مشخص کردن تاریخچه برخی سیارکها در مورد گذشته منظومه شمسی بیشتر بدانند و به اطلاعاتی که تاکنون از سایر تلسکوپها به دست آوردهایم، عمق بیشتری ببخشند.
اندرو ریوکین، از اعضای آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز میگوید: وب به ما امکان میدهد تا سیارکها بیشتری را با کیفیت بالا رصد کنیم؛ دادههایی که با استفاده از تلکسوپهای روی زمین قابل دستیابی نیستند.
۳) تلسکوپ فضایی جیمز وب به ما کمک میکند تصویری دقیق تر از جهان ترسیم کنیم.
تلسکوپ وب نمیتواند به صورت قطعی به ما بگوید که روی سیارهای حیات وجود دارد؛ اما با ترسیم تصویر و نقشهای دقیق تر از جهان، میتواند شواهدی ارائه کند که به عنوان مثال در یک سیاره فراخورشیدی اقیانوس وجود دارد. این امر به دانشمندان کمک میکند تا پژوهشهای گستردهتری را برای دیتای دریافتی طراحی و اجرا کنند.
وب طول موج های فروسرخ را پایش خواهد کرد که اهیمت زیادی دارد؛ چرا که ستارهها و سیارات تازه تشکیل شده در پس غبارهایی که نور مرئی را جذب میکند، پنهان شدهاند، اما طول موج فروسرخ از این ابرهای غبار عبور میکند.
۴) تلسکوپ فضایی جیمز وب میتواند به ما کمک کند تا زمین بعدی را بیابیم.
گرچه برنامههایی برای ساخت پایگاههای فضایی در دیگر سیارات منظومه شمسی مانند مریخ وجود دارد؛ اما یافتن زمینی دیگر در دیگر منظومهها نیز امری حیاتی محسوب می شود. دانشمندان در تلاش هستند تا ذات انرژی تاریک در جهان را بررسی کنند و به کنه این اجرام قدیمی پی ببرند. شناسایی سیاراتی که به دور دیگر خورشیدها میچرخند، ما را در مسیر یافتن زمین بعدی یاری میکند.
۵) این تلسکوپ فضایی جهشی بزرگ محسوب میشود.
تلسکوپ جیمز وب این پتانسیل را دارد تا تمامی دانش ما را از نو بازنویسی کند؛ چرا که به طرز غیر قابل باوری دید و درک ما را از جهان تغییر خواهد داد. به واسطه این تلسکوپ فضایی قادر خواهیم بود چشم اندازی بهتر از جهانی که در آن زندگی میکنیم، داشته باشیم.
نورث روپ گرومان که وظیفه ساخت آینههای تلسکوپ را بر عهده داشته است، باید جهت انجام این کار، زمینی بزرگتر را تهیه میکردند؛ چرا که تاکنون آینهای به این عظمت و دقت ساخته نشده است.
تلسکوپ فضایی جیمز وب چه چیزی را کشف خواهد کرد؟
آینه بزرگ تر JWST میتواند ۶ برابر بیشتر از هابل نور جمعآوری کند و میدان دید آن ۱۵ برابر بیشتر از میدان دید دوربین و طیف سنج فروسرخ نزدیک هابل (NICMOS) است.
هدف اولیه تلسکوپ فضایی جیمز وب کاوش لحظات پس از بیگ بنگ یا به اصطلاح «پایان عصر تاریک» است؛ زمانی که جهان با نخستین نور از ستارههای تازه ایجاد شده روشن شد. این تلسکوپ باید قادر باشد تا ۱۰۰-۲۵۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ را رصد کند. علاوه بر این، مانند هابل، تولد و شکلگیری کهکشانها، تاثیرات سیاهچالهها و منشا حیات را نیز بررسی خواهد کرد.
دانشمندان امیدوارند که تلسکوپ فضایی جیمز وب به ما در دریافت اندازه و ژئومتری جهان، ماده تاریک و انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی کمک کند.
رزولوشن بالای JWST دیدی بهتر از کهکشان راه شیری و کهکشانهای همسایه به ما خواهد داد و آنطور که ESA بیان کرده است: جیمز وب کاری را که هابل آغاز کرد، در ابعادی وسیعتر ادامه خواهد داد.
رزولوشن بالای این تلسکوپ فضایی به دانشمندان امکان میدهد تا نحوه شکلگیری سامانههای سیارهای را نیز رصد و بررسی کنند.
تلسکوپ فضایی وب در جهت عمل به وظایف مشخص شده، چهار ابزار اصلی خواهد داشت:
طیفسنجی فروسرخ نزدیک (NIRSpec) که میتواند به صورت همزمان ۱۰۰ جرم را رصد کند.
دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam)
دوربین و طیفسنج تلفیقی فروسرخ میانه (MIRI) به همراه یک سرد کننده که دمای دستگاه را منفی ۲۶۶ درجه سانتی گراد نگه میدارد؛ سیستم هدایتی و تصویربردار میدان وسیع (FGS/NIRISS) که شامل تنظیماتی برای رصد سیارههای فراخورشیدی است.
در حال حاضر، پروژههای متنوعی برای بهره بردن از JWST تعریف شده است. یکی از این پروژهها، رصد و بررسی اتمسفر سیارات فراخورشیدی سنگی و احتمالا زیستپذیر در سامانه ۷ سیارهای (TRAPPIST-۱) است که ۳۹ سال نوری از زمین فاصله دارد.
این سامانه سیارهای توسط تلسکوپ فضایی اسپیتزر کشف شده است. این تلسکوپ فضایی که در ژانویه ۲۰۲۰ بازنشسته شد، امواج فروسرخ را رصد میکرد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب به احترام مدیر ناسا که ناظر بر آغاز پروژه آپولو بود، نامگذاری شده است و ساخت آن تاکنون، یک چهارم قرن به طول انجامیده است. دانشمندان امید دارند که تلسکوپ در تاریخ تعیین شده، اکتبر ۲۰۲۱، پرتاب شود.