تلسکوپ جیمز وب: دانشمندی توضیح می‌دهد که اولین تصاویر شگفت‌انگیز آن چه چیزی را نشان می‌دهد و چگونه نجوم را تغییر می‌دهد.
منطقه تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری. اعتبار: NASA، ESA، CSA، و STScI
پس از دهه‌ها توسعه و آزمایش‌ها و ناامیدی‌های فراوان در این راه، تلسکوپ جیمز وب بالاخره شروع به ارائه آنچه کرد که برای آن ساخته شده بود. در 12 ژوئیه، ناسا اولین مشاهدات علمی انجام شده توسط مجموعه ابزارهای حمل شده در این ماموریت را منتشر کرد که نشانه آن چیزی است که ما مشتاقانه پیش‌بینی می‌کنیم که آغاز یک دوره جدید در نجوم باشد.
پس از پرتاب در روز کریسمس، یک سری عملیات حیاتی برای باز کردن تلسکوپ و سایه خورشیدی آن دنبال شد. اگر هر یک از این عملیات شکست می‌خورد، برای جیمز وب یک فاجعه غیرقابل استفاده بود. اما این برنامه کاملاً اجرا شد، فرآیندی که روانتر و با موفقیت بیش از آن چیزی که هر یک از ما انتظار داشتیم اجرا شد.
این فقط گواهی بر مهارت مهندسان، تکنسینها و دانشمندان در پروژه نیست. همچنین اهمیت فوق‌العاده برنامه آزمایشی انجام شده بر روی زمین برای تأیید رویه‌ها را نشان می‌دهد که گهگاه مشکلاتی را نشان می‌دهد که قبل از پرتاب باید برطرف شوند. در حالی که این امر گاهی منجر به تاخیر برنامه و افزایش هزینه‌ها می‌شود، در نهایت یک تلسکوپ عالی تولید کرده است.
در ماه ژوئیه، تلسکوپ از مرحله بررسی و آزمایش خود به سمت مرحله عملیاتی به عنوان رصدخانه شگفت انگیزی که مدت‌هاست برنامه‌ریزی شده بود. کسانی از ما که در این سفر شرکت کرده‌ایم و روی داده‌ها کار خواهیم کرد، به سختی می‌توانیم صبر کنیم.
«مشاهدات انتشار زودهنگام» جدید که توسط کمیته بین‌المللی متشکل از نمایندگان ناسا، ESA (آژانس فضایی اروپا)، CSA (آژانس فضایی کانادا) و مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی انتخاب شده‌اند، بخشی از برنامه‌ای است که برای برجسته کردن طیف گسترده‌ای طراحی شده است که تلسکوپ انجام خواهد داد.
دیدن تصاویر جدید بسیار هیجان‌انگیز است، من برای آن سطح از وضوح و جزئیات دقیقی که می‌توان دید آماده نبودم. مایه خرسندی است که بالاخره چنین داده‌های باکیفیتی داشته باشیم.
اعتبار: SMACS 0723. NASA، ESA، CSA، و STScI
تصویر خیره کننده SMACS 0723، خوشه‌ای متشکل از هزاران کهکشان که توسط جو بایدن، رئیس جمهور ایالات متحده رونمایی شد، در 11 جولای منتشر شد.
این تصویر خوشه کهکشانی را به شکلی نشان می‌دهد که 4.6 بیلیون سال پیش ظاهر شد. اما کهکشان‌های دورتر در تصویر (آنهایی که کشیده به نظر می‌رسند) حدود 13 بیلیون سال قدمت دارند و ما در حال حاضر اطلاعات بیشتری در مورد آنها نسبت به هر کهکشان باستانی دیگری داریم.
تصاویری از این قبیل به ما در درک چگونگی شکل‌گیری اولین ستاره‌ها و کهکشانها کمک می‌کند. برخی از اینها ممکن است از دورترین اجرام شناخته شده از آغاز جهان باشند. تصویر یک تصویر ترکیبی “رنگی” است که از مشاهدات انجام شده در طول‌موج‌های مختلف ساخته شده است. این تلسکوپ توسط دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) گرفته شده است.
پنج‌گانه استفان. اعتبار: NASA، ESA، CSA، و STScI
جیمز وب همچنین نگاهی اجمالی به پنج کهکشان استفان انداخته است، گروهی متشکل از پنج کهکشان که در فاصله 290 میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی پگاسوس در حال ادغام هستند. این تصویر همچنین نشان می‌دهد که یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم در مرکز وجود دارد و ستاره‌هایی را نشان می‌دهد که متولد می‌شوند. داده‌ها در مورد چگونگی تکامل کهکشانها و سرعت رشد سیاهچاله‌های کلان جرم بیشتر به ما می‌گوید.
تصویر بعدی سحابی کارینا را نشان می‌دهد که در تصویر زیر دیده می‌شود که یکی از بزرگترین و درخشانترین سحابیها (ابرهای غبار و گاز که در آن ستاره‌ها متولد می‌شوند) است. جیمز وب می‌تواند اعماق درون غبار را در نور فروسرخ کاوش کند تا درون مهدکودک ستارگان را آشکار کند – چیزی که قبلاً هرگز ندیده‌ایم – تا اطلاعات بیشتری در مورد چگونگی تولد ستاره‌ها کشف کند.
سحابی کارینا تقریباً در فاصله 7600 سال نوری از ما در صورت فلکی جنوبی کارینا قرار دارد. این تصویر صدها ستاره کاملاً جدید (هر نقطه نور یک ستاره است) و فواره ها و حباب‌های ایجاد شده توسط آنها را نشان می‌دهد. ما همچنین می‌توانیم جزئیاتی را ببینیم که هنوز نمی‌توانیم توضیح دهیم.
تصویر تماشایی بعدی از حلقه جنوبی یا سحابی “هشت انفجار” است، یک سحابی سیاره ای که یک ابر گازی در حال انبساط است که یک ستاره در حال مرگ را احاطه کرده است، یا در این مورد دو ستاره در حال مرگ که به دور یکدیگر می‌چرخند. قطر آن نزدیک به نیم سال نوری است و تقریباً 2000 سال نوری از زمین فاصله دارد.
پوسته نارنجی کف آلود در تصویر هیدروژن مولکولی است (گازی که هنگام پیوند دو اتم هیدروژن به وجود می‌آید)، در حالی که مرکز آبی یک گاز با بار الکتریکی است. در تصویر سمت راست، می‌توانید دو ستاره در حال مرگ را در مرکز مشاهده کنید و به ما فرصتی می‌دهد تا مرگ ستاره‌ای را با جزئیات بی‌سابقه بررسی کنیم.
اعتبار: سحابی حلقه جنوبی. ناسا، ESA، CSA و STScI
داده‌های جدید نتیجه ماه‌ها اندازه‌گیری و آزمایش پر زحمت است تا جیمز وب برای استفاده به عنوان یک ابزار علمی پس از استقرار آماده شود. اولین قدمها تمرکز و تراز کردن تصاویر هر یک از بخش‌های آینه بود. هر یک از ابزارهای علمی تلسکوپ –NIRCam، طیف‌نگار فروسرخ نزدیک (NIRSpec) و ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) – نیز روشن و آزمایش شدند.
همه این ابزارها که به اعماق فضا در طول‌موج‌های مختلف نگاه می‌کنند، باید همراه با تلسکوپ خنک می‌شدند، در غیر این صورت گرمای پس زمینه را ساطع می کردند که در مشاهدات حساس اجرام نجومی اختلال ایجاد می‌کرد. آخرین موردی که روشن شد MIRI بود که در کمترین دما، فقط هفت درجه بالاتر از صفر مطلق کار می‌کند که چندین ماه طول کشید تا به دست آید.
اندازه یک تلسکوپ – دیافراگم آن – کلیدی است که کیفیت نهایی تصاویر و جزئیات قابل مشاهده را تعیین می‌کند (هرچه بزرگتر بهتر). تلسکوپ های بزرگی با روزنه‌هایی تا قطر ده متر روی زمین ساخته شده است.
با این حال، اثرات تداخل جوی که نور رسیده به تلسکوپ را مختل می‌کند، دستیابی به وضوح نهایی را دشوار می‌کند. همچنین، در زمین، نور پس‌زمینه از آسمان شب، حساسیت تلسکوپ، کم‌نورترین اجرام را محدود می‌کند که می‌توانیم ببینیم.
جیمز وب با دیافراگم شش متری خود بزرگترین تلسکوپ است که تا به حال به فضا پرتاب شده است و انتظار می‌رود از نقطه دید خود در فاصله یک میلیون مایلی از زمین، فارغ از جو زمین، بهترین و دقیقترین نماها را از کیهان که تا کنون دیده شده ارائه دهد. شکی نیست که درک ما از کیهان را متحول خواهد کرد، درست همانطور که تلسکوپ فضایی هابل زمانی انجام داد.
منبع:
James Webb Telescope: A scientist explains what its first amazing images show, and how it will change astronomy
by Martin Barstow, The Conversation JULY 13, 2022
https://phys.org/news/2022-07-james-webb-telescope-scientist-amazing.html