اولین عکس از تلسکوپ جیمز وب یک سال است: چگونه دید ما را نسبت به جهان تغییر داد

دقیقا یک سال پیش، ستاره شناسان اولین تصاویر علمی ساخته شده با تلسکوپ جیمز وب را منتشر کردند که باعث ایجاد سرخوشی در بسیاری از مردم شد.

ماه‌های بعدی نیز عکس‌های انقلابی از آسمان به ارمغان آوردند، که هر کدام مرزهای دانش ما را از نجوم جابجا کردند و درک ما از جهان را غنی‌تر کردند.

آیا این تصور را ندارید که به تدریج ما کمتر و کمتر در مورد تلسکوپ هابل صحبت می کنیم و بیشتر پیام های جدیدی مربوط به رصدهای جیمز وب دریافت می کنیم؟ این فقط یک برداشت است. اما واقعیت این است که تلسکوپ فضایی هابل عکس هایی با وضوح نه چندان خوب و گاهی کاملاً تار گرفته است، بنابراین تصاویر نمادین (سحابی کیل، ستون های آفرینش، منطقه ستاره ساز در ابر ماژلانی کوچک) اکنون خواهند بود. خیلی بهتر. از این گذشته، زمان پروژه های کاملاً جدید، از جمله برای مشاهدات در اعماق فرا رسیده است فضا. بنابراین، می توان بی پایان در مورد کار تلسکوپ جیمز وب نوشت. البته این به این معنی نیست که هابل رفته است، او همچنان شجاعانه در فضا کار می کند، اما زمان جانشین او فرا رسیده است.

همه ما عکس تلسکوپ جیمز وب را در اتاق زمین با گیره خورشیدی مستقر کرده‌ایم که کارایی آن به موقعیت آن در مدار اطراف نقطه L2 بستگی دارد. و اکنون او جایی در اعماق کیهان است و در حال مطالعه کیهان و عکاسی از اشیاء جالب است.

همچنین بخوانید: تله پورت از دیدگاه علمی و آینده آن

تلسکوپ های فضایی جدید به زودی ظاهر می شوند، اما Webb بهترین باقی خواهد ماند

وب (به طور رسمی JWST یا تلسکوپ فضایی جیمز وب) تا چند ماه دیگر همراه دیگری را در مداری نزدیک به اطراف L2، در 1,5 میلیون کیلومتری زمین دریافت خواهد کرد - تلسکوپ اقلیدس برای بررسی مقیاس بزرگ از آسمان، که به دنبال نشانه هایی از وجود انرژی تاریک و ماده تاریک چند سال بعد، تلسکوپ اقلیدس با تلسکوپ دیگری به نام نانسی گریس رومن (نانسی گریس رومن - همزاد هابل) ملحق خواهد شد که وارد مدار زمین خواهد شد. با این حال، این جیمز وب است که برای مدت طولانی بزرگترین تلسکوپ فضایی باقی خواهد ماند، با بهترین توانایی برای مشاهده جزئیات هر دو نزدیکترین کیهان (منظومه شمسی) و دورترین نقاط جهان.

اواخر امسال سالگرد ویژه دیگری خواهد بود - 30 سال از "جراحی چشم" هابل، نصب ابزاری که تصویر تاری ایجاد شده توسط آینه ای که به درستی جلا داده شده را تصحیح می کند. این کار در دسامبر 1993، بیش از سه سال پس از پرتاب این تلسکوپ به مدار انجام شد.

تلسکوپ جیمز وب چنین مشکلی نداشت و عملکرد ابزارهای او فراتر از وحشیانه ترین انتظارات ستاره شناسان بود. بله، دانشمندان و مهندسان یک سال فرصت داشته اند تا برخی از لحظات اولیه استرس را پشت سر بگذارند، زیرا برخی از عناصر مرتبط با ابزار MIRI برای مشاهدات در محدوده مادون قرمز میانی دو بار (در تابستان 2022 و در بهار 2023) شکست خوردند. مانند ابزار NIRISS (زمستان 2023) که مشکلات آن ناشی از پرتوهای کیهانی بود.

با این وجود، سرمایه گذاری در جیمز وب به خوبی جواب داده است. این تلسکوپ، طبق اطلاعات رسمی، 10 میلیارد دلار هزینه داشته است. این مبلغ را می توان به عنوان مثال با 13 میلیارد دلار مقایسه کرد که هزینه ساخت مدرن ترین ناو هواپیمابر در ناوگان ایالات متحده - USS Gerald R. Ford را دارد. این مقایسه کاملی نیست، اما نشان می دهد که ارزش پول در نجوم و فناوری نظامی چقدر متفاوت است.

همچنین بخوانید: 

• مشاهده سیاره سرخ: تاریخچه توهمات مریخی
• ماموریت های فضایی سرنشین دار: چرا بازگشت به زمین هنوز یک مشکل است؟

12 ماه رصد تلسکوپ چه نتیجه ای داشت؟

اطلاعات بیشتر در مورد تلسکوپ، نحوه ساخت، اسرار آن، جنجال های مربوط به نام را می توانید در متن های قبلی ما. اما زمان آن رسیده است که نتایج سال رصدها را جمع بندی کنیم، جالب ترین اکتشافات را برجسته کنیم و تأثیر آنها را بر نجوم نشان دهیم.

مزایایی که وب به اخترشناسان داده است، توانایی دیدن اجرام از قبل شناخته شده با وضوح بالاتر و دیدن چیزهایی است که قبلاً توجه ما را از دست داده اند. بنابراین، ستاره شناسان داده های زیادی دریافت کرده اند که به آنها امکان می دهد نظریه های موجود را بهبود بخشند یا نظریه های جدید ایجاد کنند. اگرچه بسیار پیش پا افتاده به نظر می رسد، اما دستاوردهای وب نیازمند همکاری مهندسان و دانشمندان از سراسر جهان است.

در زیر مجموعه ای از جالب ترین تصاویر را ارائه می دهیم تلسکوپ جیمز وب، تا کنون در 12 ماه مشاهدات دریافت کرده است.

همچنین جالب: مریخ شکل گیری زمین: آیا سیاره سرخ می تواند به یک زمین جدید تبدیل شود؟

وب چه چیزی را تحقیق می کند؟ از نزدیکترین سیارکها تا دورترین سیاهچاله

اولین مشاهدات مقایسه ای ارزش دیدن همزمان فضا در محدوده مادون قرمز نزدیک و در محدوده مادون قرمز متوسط ​​را نشان داد، جایی که می توانید ساختارهای بسیار سردتر و به سختی قابل مشاهده را ببینید. ما نه تنها در مورد ستون های نمادین آفرینش صحبت می کنیم، بلکه در مورد مشاهده اجرام منظومه شمسی نیز صحبت می کنیم. تلسکوپ جیمز وب قبلاً مشتری و زحل را کاوش کرده و بهترین تصاویر را از حلقه های غبار نپتون و همچنین اورانوس و قمرهای متعدد آن ارائه کرده است. نحوه مشاهده اورانوس و حلقه های آن توسط تلسکوپ وب در تصویر منبسط شده با بزرگترین ماهواره ها قابل مشاهده است:

علاوه بر سیارات، تلسکوپ جیمز وب قمرهای زحل، از جمله سطح و ابرهای تیتان و انسلادوس یخی را نیز مورد هدف قرار داد، جایی که انتشار یخ، بخار آب و ترکیبات آلی که توریم در اطراف سیاره را تشکیل می‌دهند به خوبی دیده می‌شد.

وب همچنین به دانشمندان اجازه داد تا پاییز گذشته برخورد کاوشگر DART با سیارک دیمورفوس را تماشا کنند و امسال به تأیید وجود یک دسته خاص از دنباله‌دارها که از کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری سرچشمه می‌گیرند، کمک کرد. کوچک‌ترین سیارک‌هایی که وب در آن منطقه مشاهده کرده است حدود 100 متر قطر دارند.

ما علاقه مند به رصد دنباله دار خوانده شده توسط تلسکوپ وب بودیم. برای ستاره شناسان بسیار جالب است زیرا حاوی آب است. با توجه به مدار این دنباله دار در کمربند سیارکی، که بسیار نزدیکتر از مدار دنباله دارهای فراتر از نپتون به خورشید است، نباید چنین باشد. تجسم‌ها و نتیجه‌گیری‌هایی در رسانه‌ها وجود دارد که حتی تاثیرگذارتر هستند، اما ستاره‌شناسان از نموداری مانند تصویر بالا خوشحال هستند.

ستاره شناسان همچنین تلسکوپ را به سمت سیارات فراخورشیدی نشانه گرفتند. در ژانویه، تلسکوپ وب اولین سیاره ای را کشف کرد که شبیه به زمین است، اگرچه در مداری بسیار باریک با دوره دو روزه به دور خورشید می چرخد. جیمز وب با مشاهدات فروسرخ توانست دمای سطح سیاره سنگی Trappist-1 b را اندازه گیری کند و قرص گرد و غبار اطراف ستاره جوان AU Microscopii را که پس از تشکیل سیاره دچار تکامل دینامیکی می شود، مشاهده کرد. هر یک از این مشاهدات دارای بهترین وضوح داده است. طیف‌سنجی‌های وب همچنین جوهای سیاره‌ای غیرعادی مانند جو سیلیکات اطراف سیاره VHS 1256b را کشف کردند.

ابر مولکولی Chamaeleon I در عکس چشمگیر به نظر می رسد:

در مورد ستارگان، تلسکوپ وب می تواند به مناطقی برسد که ستارگان جوان در آینده در آنجا شکل خواهند گرفت، مانند ابر مولکولی Chamaeleon I، جایی که یخ در آن شناسایی شده است، و همچنین ترکیبات آلی پیچیده متعددی که شکل گیری سیارات را در اطراف ستارگان نشان می دهد. که در آینده ممکن است آغاز یک زندگی توسعه یافته باشد. در سحابی جبار، در فاصله 1350 سال نوری از ما، تلسکوپ جیمز وب پیچیده ترین ترکیب، کاتیون متیل را کشف کرد، که نقطه شروع شکل گیری اشکال پیچیده کربن است.

این همان چیزی است که ناحیه سحابی شکارچی به نظر می رسد، جایی که طیف سنجی ها پیچیده ترین ذره کربنی شناخته شده خارج از منظومه شمسی را کشف کرده اند. تصاویر از NIRCam (نزدیک مادون قرمز) و MIRI (مادون قرمز میانی):

تلسکوپ وب علاوه بر مشاهده مراحل اولیه تشکیل ستاره مانند L1527، مراحل پایانی زندگی ستارگان را نیز مشاهده کرد، مانند Wolf-Rayet 124 عظیم و داغ، که در آینده به یک ابرنواختر تبدیل خواهد شد. در هر دو مورد، جزئیات نامرئی قبلی از این اشیاء ثبت شد.

فقط به این عکس های فوق العاده نگاه کنید، جایی که در سمت چپ شکل گیری، تولد یک ستاره، و در سمت راست آخرین مرحله از زندگی یک ستاره قدیمی است:

به لطف ابزار مادون قرمز میانی MIRI، بقایای ابرنواختر Cassiopeia A نیز در میان بسیاری از تصاویر زیبا دیده می‌شود، اگرچه قبلاً بارها دیده شده‌اند، تلسکوپ وب بود که تصاویر بسیار واضح‌تری تولید کرد. و این امکان درک بیشتر در مورد فرآیندهایی را که منجر به انفجارهای ابرنواختری می‌شوند را ممکن می‌سازد، زیرا آنها ماده‌ای شبیه به آنچه زمین زمانی از آن شکل گرفته است، تشکیل می‌دهند.

ببینید که چگونه تلسکوپ Cassiopeia A را دید. به هر حال، مشاهده این سحابی با دوربین‌های فروسرخ میانی MIRI امکان‌پذیر بود.

منظومه شمسی، اجرام کهکشان راه شیری نزدیکترین منطقه رصدی تلسکوپ وب هستند. در طول سال گذشته، این تلسکوپ کهکشان های بسیار دورتر دیگری مانند آندرومدا و ابرهای ماژلانی را نیز رصد کرده است. و مواردی که در آنها می توانید جزئیات را به وضوح مشاهده کنید، برای مثال، خطوط غبار در کهکشان NGC 1433، که 46 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، و تکامل خوشه های ستاره ای را بر اساس مشاهدات تجزیه و تحلیل کنید. و آنهایی که در فاصله میلیاردها سال نوری از ما قرار دارند که فقط شبح ها و ترکیب کلی آنها را می توان مشاهده کرد.

عکس‌های واقعا واضح به ما امکان می‌دهند جزئیات ساختار غبارآلود کهکشان NGC1433 را در محدوده مادون قرمز میانی ببینیم. این تصویر به عنوان بخشی از پروژه PHANGS (فیزیک با وضوح بالا در کهکشان های نزدیک) گرفته شده است.

با این حال، حتی در مورد دوم، دامنه وب بهتر از هر ابزاری است که امروزه در دسترس ماست. این ابزار پیشرفته است که به ما امکان می دهد ساختارهایی را نشان دهیم که قبلاً ندیده ایم.

اینها شامل خوشه‌های کهکشانی منشأ در اوایل جهان، کهکشان‌های جوانی که تازه در حال جمع‌آوری مواد از اولین ابرنواختر خود هستند و دورترین و یکی از قدیمی‌ترین کهکشان‌های جهان (300 تا 500 میلیون سال پس از انفجار بزرگ) هستند. اینها ساختارهایی هستند که در آنها ستارگان به شدت شکل گرفته اند و زمانی که فضاهای بین کهکشانی با ماده هنوز کاملاً یونیزه نشده پر شده بودند، وجود داشتند. این مرحله، زمانی که جهان به آرامی به نور شفاف تبدیل شد، ما در تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ جیمز وب مشاهده می کنیم.

در رصد این اجسام دوردست، طبیعت یا به عبارت دقیق تر، پدیده عدسی، به وب نیز کمک می کند. کامل‌ترین نمونه از این تصویر، تصویری از ابرخوشه پاندورا (یا آبل 2744) است که شامل کهکشان‌های عدسی‌دار متعددی است، زمانی که جهان چند صد میلیون سال قدمت داشت. در مقایسه با تلسکوپ هابل، تصاویری از اعماق فضا از بیش از 50 منبع نور را می توان با نوردهی چند ساعته به جای چند روز به دست آورد. این یک شتاب عظیم در مشاهده است.

تلسکوپ جیمز وب ابرخوشه کهکشانی پاندورا را در عکس هایی ثبت کرد. در مورد عدسی گرانشی، حتی کوچکترین افزایش تفکیک پذیری برای مدل سازی پدیده و تخمین فاصله واقعی کهکشان های دارای عدسی بسیار ارزشمند است.

وب با توانایی مشاهده گروه هایی از چنین اجرام اولیه، توانست دانه های ساختار کیهانی را تشخیص دهد. این شامل خوشه‌هایی از کهکشان‌هایی است که در فضا قرار گرفته‌اند و با حفره‌هایی از هم جدا شده‌اند (اما در عمل، این مناطق بدون ماده نیستند). این مطالعات به‌عنوان بخشی از پروژه علم انتشار زودهنگام تکامل کیهانی (CEERS) انجام می‌شود که رصد قدیمی‌ترین سیاه‌چاله‌ای را که در حال حاضر ۵۷۰ میلیون سال پس از شکل‌گیری جهان ما وجود دارد، امکان‌پذیر کرد.

رصد سیاه‌چاله‌های دوردست در مراکز کهکشان‌ها با استفاده از فناوری میکرو دیافراگم، چندین برابر ضخامت موی انسان، که می‌تواند باز و بسته شود، انجام می‌شود. این به وب اجازه می دهد تا طیف 100 کهکشان را به طور همزمان مشاهده کند، سرعت کار را به شدت افزایش می دهد و به اخترشناسان مقدار زیادی داده می دهد، که بسیاری از آنها هنوز تجزیه و تحلیل نشده اند.

طیف چندین کهکشان به طور همزمان با استفاده از فناوری میکرو دیافراگم به دست می آید. ممکن است برای آماتور چندان جالب به نظر نرسد، اما ستاره شناسان می توانند تنها بر اساس این تصویر یک کتاب کامل بنویسند.

در زیر یک سفر سه بعدی به کهکشان Maisie است، که زمانی که جهان تنها 290 میلیون سال سن داشت، وجود داشت. این تفاوت در فاصله 5000 کهکشان در بخش کوچکی از آسمان مشاهده شده توسط CEERS را نشان می دهد. با حرکت از نزدیکترین کهکشان به Maisie، به 200 میلیون سال قبل باز می گردیم.

همچنین جالب:

• کمیسیون اروپا قصد دارد یک مرکز پردازش داده در فضا قرار دهد
• چین ساخت ایستگاه فضایی تیانگونگ را به پایان رساند

عکس سالگرد - منطقه تشکیل ستاره Rho Ophiuchi

نیکولا فاکس، دانشمند ارشد ناسا، در جمع بندی اولین سالگرد خود گفت: «در اولین سالگرد خود، تلسکوپ فضایی جیمز وب به وعده خود مبنی بر گشودن جهان عمل کرد و گنجینه شگفت انگیزی از تصاویر و علم را به بشریت هدیه داد که برای چندین دهه ادامه خواهد داشت. از مشاهدات و سخت است که با این سخنان موافق نباشیم.

تلسکوپ وب به مناسبت سالگرد تاسیس خود، از منطقه ستاره ساز Ro Ophiuchus، یکی از درخشان ترین مناطق کهکشان راه شیری عکس گرفت. ستارگان زیادی در آنجا در حال شکل گیری هستند و در ابرهای غباری که بر ناحیه نارنجی مایل به زرد تصویر غالب هستند، پنهان شده اند. به جز یکی که توانست از میان غبار بدرخشد، بقیه حدود 50 ستاره شبیه یا کوچکتر از خورشید هستند.

آن ستارگانی که به نوعی متولد می شوند در لحظه ای که برای اولین بار می درخشند و شروع به پراکندگی مواد اطراف می کنند به چشمان ما آشکار می شوند.

این را می توان در تصویر به شکل جت های قرمز و بنفش (رگه های) هیدروژن مولکولی که در دو جهت از محل ستارگان تابش می کند، مشاهده کرد. به لطف تلسکوپ جیمز وب، چنین تعداد زیادی از جت های همپوشانی برای اولین بار در این منطقه مشاهده شده است.

سحابی Rho Ophiuchus در فاصله 390 سال نوری از ما در صورت فلکی Ophiuchus قرار دارد. رصد آن با تجهیزات آماتور نیاز به عکاسی با نوردهی طولانی دارد، اما می توانید سعی کنید ستاره ای نزدیک به همان نام سحابی را بدون دوربین پیدا کنید. روشنایی آن 4,6 ریشتر است. این بدان معنی است که می توان آن را دور از نورهای شهری با دید خوب حتی با چشم غیر مسلح دید. و اگر نه با چشم غیر مسلح، پس قطعا با دوربین دوچشمی.

در شرایط سخت تر، باید به رصد ستاره Antares در صورت فلکی عقرب که در نزدیکی سحابی نیز قرار دارد بسنده کنیم. تابستان بهترین زمان برای مشاهده این اشیاء در اوکراین است، زیرا در این صورت آنها در پایین افق جنوبی قابل مشاهده هستند.

و تلسکوپ جیمز وب به سفر خود در جهان ادامه می دهد و ستاره ها، خوشه ها و سحابی های جدید را مطالعه می کند. او قادر خواهد بود به گذشته کیهان نگاه کند، دریابد که ستاره ها و سیارات چگونه متولد می شوند، که به ما امکان می دهد منشاء سیاره زمین خود را بهتر درک کنیم.

همچنین جالب:

• او قادر بود که! کاوشگر مینیاتوری کپستون ناسا به ماه رسید
• چگونه تلسکوپ رم ناسا انفجارهای فضا را بررسی می کند