عکس های تلسکوپ جیمز وب از اعماق کیهان اشک دانشمندان ناسا را درآورد - وبلاگ همه خوبا

به گزارش وبلاگ همه خوبا، در حالی که نگاه به عظمت داده های تصاویر اولیه جیمز وب اشک بعضی از دانشمندان ناسا را درآورده است، مقامات این آژانس جزئیاتی را از چیزی که در نخستین انتشار عکس های رنگی جیمز وب در 12 جولای (21 تیر) شاهد خواهیم بود، ارائه نموده اند.

تنها چند روز آینده، دانشمندان عکسی بی سابقه از کیهان را منتشر می نمایند که بیش از همواره به اعماق کیهان می رود و بعضی از قدیمی ترین ستاره ها و کهکشان ها را آشکار می سازد. مقامات ناسا در نشستی خبری تأیید کردند که چنین تصویری یکی از 10 تا 20 عکس رصدخانه قدرتمند آسمان، تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope) است که 12 جولای (21 تیر) منتشر می گردد.

به گفته آن ها، برای معدود دانشمندانی که نگاهی گذرا به این تصاویر داشته اند، عکس های نو (پردازش نشده)، الهام بخش تجربیات عمیق وجودی بوده و بعضی از آن ها را به گریه انداخته است.

توماس زوربوچن (Thomas Zurbuchen) معاون اداره مأموریت های علمی ناسا گفت: این لحظه ای احساسی است که می بینید طبیعت به طور ناگهانی بعضی از اسرار خود را فاش می نماید. این تنها یک تصویر نیست، بلکه یک دنیا بینی تازه است.

این تلسکوپ حدود شش ماه پیش در روز کریسمس از زمین برخاست و اکنون در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری به دور خورشید می چرخد. پام ملروی (Pam Melroy) معاون ناسا و فضانورد سابق، این هفته اشاره نمود که تلسکوپ سوخت کافی برای پشتیبانی از تحقیقات در 20 سال آینده دارد و بنابراین تیم وب انتظار دارد تلسکوپ برای مدتی طولانی فعال بماند.

تصاویر آزمایش تراز تلسکوپ، پیش از این شفافیت و وضوح بی نظیر تلسکوپ فروسرخ را نشان داده است. اما تصاویری که به زودی منتشر می شوند، اولین تصاویر تمام رنگی و نشان دهنده قابلیت های علمی وب خواهند بود.

این تصاویر و داده های علمی مرتبط با آن ها طی یک رویداد زنده از ساعت 10:30 صبح منطقه زمانی شرقی (19:00 به وقت تهران) روز 12 جولای (21 تیر) از مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در مریلند منتشر می شوند. این پخش زنده به وسیله شبکه تلویزیونی و وب سایت ناسا قابل دسترسی است.

عکس گرفتن با این دستگاه پیچیده مجهز به چهار ابزار علمی، چیزی شبیه به نشانه گرفتن دوربین گوشی هوشمند به سمت آسمان و فشردن شاتر نیست. بلکه برای تلسکوپ چند هفته طول می کشد تا مجموعه ای از داده ها پردازش و تصویر نهایی ظاهر شوند.

کلاوس پونتوپیدان (Klaus Pontoppidan) ستاره شناس و دانشمند پروژه وب در مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی گفت: وقتی داده ها را به دست می آورید، چیزی شبیه به یک تصویر رنگی زیبا به نظر نمی رسند. واقعا به هیچ چیز شبیه نیستند و تنها زمانی که شما به عنوان یک متخصص بدانید باید در پی چه چیزی باشید، می توانید از آن ها لذت ببرید.

مقامات و دانشمندان ناسا بعلاوه اعلام کردند که در روز انتشار تصاویر رنگی جیمز وب، نخستین مطالعه جوی این تلسکوپ را از سیاره ای خارج از منظومه شمسی، در چیزی که به عنوان طیف سیاره فراخورشیدی شناخته می گردد، ارائه خواهند کرد. داده های نوری اطلاعات دقیقی را درباره نوع مولکول هایی که در جو سیاره وجود دارند، در اختیار اخترشناسان قرار می دهد.

وب، با همکاری ناسا، آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا، بعضی از قدیمی ترین و ضعیف ترین نورهای دنیا را رصد خواهد نمود. این تلسکوپ قدرتمند، دوره ای کمتر از 300 میلیون سال پس از مه بانگ، زمانی که بسیاری از اولین ستارگان و کهکشان ها به دنیا آمدند را مطالعه خواهد نمود.

دانشمندان بعلاوه از آن برای نگاه کردن به جو دنیا های دیگر استفاده می نمایند. برای نمونه، کشف آب و متان به عنوان مواد اصلی سازنده حیات، می تواند نشانه هایی از سکونت پذیری یا فعالیت بیولوژیکی در سیاره های فراخورشیدی باشد.

ستاره شناسان پیش بینی می نمایند که وب، عصر طلایی درک ما از کیهان را شروع خواهد نمود. این نخستین هدف از تصاویر کیهانی بر این اساس انتخاب شد که تلسکوپ را با پتانسیل کامل خود نشان دهد، در همین خال رصدهای برنامه ریزی شده وب هم همچنان برقرار خواهد بود.

اما هرچند ناسا در خصوص اتفاقات دیگری که در راه است، اطلاعات اندکی به اشتراک گذاشته است، این مواردی است که تا کنون درباره نخستین تصاویر علمی وب می دانیم.

منظور از ژرف ترین عکس تا کنون چیست؟

اگر قرار است عکس وب عمیق تر از چیزی باشد که انسان ها قبلا دیده اند، باید از نقشه برداری میدان فراژرف تلسکوپ فضایی هابل که حدود 20 سال پیش گرفته شده بود، پیشی بگیرد. این تصویر وسیع و معروف، نزدیک به 10000 کهکشان را در سنین، میزان ها، شکل ها و رنگ های مختلف نشان می دهد.

در علم نجوم، نگاه کردن به دورتر به معنای مشاهده گذشته است، زیرا مدتی طول می کشد تا نور و دیگر امواج الکترومغناطیس به ما برسد. در تصویر فراژرف هابل، قدیمی ترین کهکشان های مرئی به 800 میلیون سال اول پس از انفجار بزرگ باز می گردند. این یک دوره بسیار ابتدایی نسبت به سن تقریبی دنیا یعنی 13.8 میلیارد سال است.

اما وب با استفاده از یک آینه اصلی بسیار بزرگ تر از هابل، با قطر 6.5 متر در مقابل آینه کمی کمتر 2.4 متری هابل، و تشخیص نور نامرئی در طول موج های فروسرخ برای تماشا دوره ای حتی زودتر از این ساخته شده است.

به طور خلاصه، گردوغبار و گاز زیاد در فضای میان ما و ژرفای کیهان، منظره منابع نوری بسیار دور و ذاتا کم نور اوایل دنیا را پنهان می نماید. اما امواج فروسرخ با طول موج بلند، می توانند از میان این توده ها نفوذ نمایند و به ما برسند. به گفته یکی از دانشمندان وب، این تلسکوپ آن قدر حساس است که می تواند گرمای یک زنبور عسل را روی ماه تشخیص دهد.

اریک اسمیت (Eric Smith) دانشمند برنامه وب گفت: هدف اولیه این مأموریت تماشا اولین ستاره ها و کهکشان ها بود. نه نخستین نور دنیا، بلکه تماشای زمانی که برای نخستین بار چراغ ها در دنیا روشن می شوند.

طیف سیاره فراخورشیدی چیست؟

تیم وب قرار است اولین طیف سیاره فراخورشیدی (Exoplanet Spectrum) تلسکوپ را هم ارائه کند. مطالعه ای پیرامون نوری که از جو یک سیاره فراخورشیدی می گذرد و نشان می دهد که چه مولکولی در آن وجود دارد.

ستاره شناسان حدود 5000 سیاره فراخورشیدی یافته اند، دنیا هایی که به دور ستارگانی غیر از خورشید می چرخند. اما از نظر آماری، باید تعداد آن ها به طور نمایی بیشتر از این باشد. به گفته انجمن سیاره ای، دنیا شاید بیش از 100 میلیارد کهکشان داشته باشد که هر کدام صدها میلیارد ستاره دارند. اگر بیشتر ستارگان یک یا چند سیاره در اطراف خود داشته باشند، ممکن است حدود میلیاردها تریلیون سیاره فراخورشیدی وجود داشته باشد.

دانشمندان می توانند از وب برای مطالعه جو سیاره ها استفاده نمایند. هنگامی که سیارات فراخورشیدی از مقابل ستاره میزبان خود عبور می نمایند، نور ستاره به وسیله آن جو فیلتر می گردد. مولکول های درون اتمسفر، طول موج ها یا رنگ های خاصی را جذب می نمایند، بنابراین اخترشناسان با تجزیه نور ستاره به بخش های اصلی آن (طیف رنگین کمانی) می توانند بخش های نوری از دست رفته را تشخیص دهند و ترکیب مولکولی جو سیاره را شناسایی نمایند.

به گفته دانشمندان دانستن آنچه در جو سیاره دیگری وجود دارد بسیار مهم است. ترکیب جو زمین در طول عمر آن تغییر کرد، برای نمونه زمانی که حیات در این سیاره به وجود آمد، کربن دی اکسید و نیتروژن پدیدار شدند. پژوهشگران فکر می نمایند با مطالعه اتمسفر، می توانند تعیین نمایند که آیا سیارات دیگر هم ممکن است برای حیات مناسب باشند یا حتی اکنون میزبان حیات باشند؟

اگرچه محققان تعیین ننموده اند که کدام سیاره فراخورشیدی را اولین بار مورد مطالعه قرار داده اند، اما احتمالا این سیاره مانند زمین سنگی نیست. سیارات فراخورشیدی غول پیکر گازی، از نظر ترکیب مشابه مشتری، آسان تر قابل تجزیه و تحلیل هستند، بنابراین ستاره شناسان احتمالا ابتدا یکی از آن ها را هدف قرار داده اند.

آیا هیچ یک از عکس ها از منظومه شمسی خواهد بود؟

هنوز تعیین نیست که اولین عکس از وب شامل تصاویری از سیارات یا اجرام فضایی همسایه ما خواهد بود یا خیر. انتظار می رود که نخستین تصاویر وب، به ویژه به موضوعات علمی که برای دانشمندان الهام بخش این مأموریت بوده اند، بپردازند: اطلاعاتی در خصوص دنیا اولیه، تکامل کهکشان ها در طول زمان، زندگی و مرگ ستارگان، و ویژگی های سیاره های فراخورشیدی.

تا 21 تیر، تیم وب 120 ساعت مشاهدات انجام داده و داده های علمی پنج روزه را جمع آوری خواهد نمود. به گفته جاناتان گاردنر (Jonathan Gardner) معاون دانشمند ارشد پروژه وب، پنج روز بعد، آن ها احتمالا این خروجی را دو برابر خواهند کرد.

گاردنر گفت: یک برنامه علمی انتشار زودهنگام وجود دارد که بر مشتری و قمرها و منظومه آن تمرکز دارد، بنابراین اگر در 12 جولای تصویری از منظومه شمسی خود نبینیم، مطمئنا به زودی خواهیم دید.

این برنامه که به وسیله مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی و کمیته مشورتی وب پیشرفته است، بر دریافت بسیاری از داده های اولیه به وسیله دانشمندان تمرکز می نماید تا بتوانند توانایی های تلسکوپ را محک بزنند و پروپوزال های تحقیقاتی بهتری بنویسند. این دوره، پنج ماه اول فعالیت رصدخانه را دربر می گیرد.

دیگر موضوعات احتمالی نخستین عکس های رنگی وب چیست؟

اگرچه تعیین نیست که چه تصاویر فوق العاده دیگری در میان نخستین عکس های رنگی ارائه شده خواهند بود، اما دانشمندان تیم وب سرنخ هایی را در خصوص دستور کار خود بر اساس شیوه تقسیم زمان رصدخانه برای کارهای علمی ارائه نموده اند.

بزرگ ترین بخش از زمان فعالیت وب، یعنی حدود یک سوم از برنامه، صرف مطالعه کهکشان ها و گاز و غبار موجود میان آن ها می گردد.

بقیه اولویت ها عبارتند از:

• 25 درصد سیارات فراخورشیدی و منشأ آن ها
• 20 درصد چرخه زندگی ستاره، با تمرکز بر چگونگی تولد و مرگ آن ها
• 10 درصد کهکشان هایی با سیاهچاله های کلان جرم در مرکز، مانند کهکشان راه شیری
• 5 درصد سیارات و دنباله دارهای دیگر در منظومه شمسی
• 5 درصد یا بیشتر کیهان شناسی و انبساط کیهان

منطقی است که بگوییم بسیاری از عکس های منتشر شده، اگر نگوییم همه آن ها، به عنوان اولین ها در نجوم لقب خواهند گرفت. همان طور که زوربوچن گفت: با این تلسکوپ، شکستن رکوردها واقعا کار سختی نیست.

عکس کاور: تلسکوپ فضایی جیمز وب در آزمایشگاه زمین

Credit: NASA/Northrop Grumman

منبع: Mashable