عکس ، فضا از نگاه جیمزوب در یک سال - وبلاگ گوگل

به گزارش وبلاگ گوگل، گجت نیوز نوشت: اگرچه یک سال بیشتر از شروع کار تلسکوپ فضایی جیمز وب نمی گذرد، اما JWST تا به امروز توانسته تصاویر فوق العاده ای را از کیهان به ثبت برساند. در ادامه به معرفی 10 مورد از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب در اولین سال کاری خود خواهیم پرداخت.

پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) یکی از هیجان انگیزترین رویدادهای علمی در دهه های اخیر محسوب می گردد. این تلسکوپ در دسامبر 2021 در فرانسه راه اندازی شد و مشاهدات خود را در ماه جولای آغاز کرد.

جیمز وب تا به امروز توانسته تصاویری مجذوب نماینده و دیدنی از اعماق آسمان ها و هستی را به تصویر بکشد که با چشم غیرمسلح قابل رؤیت نیستند. در گذشته نیز سایر ابزارهای علمی و نجوم قادر نبودند چنین تصاویری را با دقت بالا به نمایش بگذارند.

تصاویر کیهانی ثبت شده به وسیله جیمز وب به دانشمندان یاری می نماید اسرار نوی را کشف نموده و اطلاعات شگفت انگیزی را در خصوص نحوه شکل گیری کهکشان ها و ستاره های دنیا به دست آورند. در ادامه به آنالیز 10 مورد از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب که اسراری در خصوص آسمان ها را در اختیار دانشمندان قرار داده و دروازه های نوی از عجایب هستی را گگردده، می پردازیم.

مهم ترین کشفیات و دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب

1. جیمز وب عنوان مهمترین پیشرفت علمی در سال 2022 را به نام خود ثبت کرد

هنگامی که وب در روز کریسمس سال 2021 به فضا پرتاب شد، نتیجه دهه ها کار و کوشش شبانه روزی دانشمندان و مهندسان ناسا را به نمایش گذاشت. پرتاب و مراحل استقرار این تلسکوپ در ماه های بعد بدون هیچ مسئله ای انجام شد. در اواسط ماه جولای، وب اولین تصاویر خیره نماینده خود از کیهان را منتشر کرد.

جین ریگبی، دانشمند پروژه عملیات تلسکوپ جیمز وب در نشست زمستانی انجمن نجوم آمریکا (ASS) در سیاتل گفت: اکنون می توانیم ببینیم زمانی که کیهان تنها 300 تا 400 میلیون سال سن داشت، چگونه بوده است.

تلسکوپ فروسرخ به ما یاری می نماید تقریباً تمام بخش های کیهان از جمله دورترین کهکشان ها را با جزئیات بیشتر ببینیم و به ما اجازه می دهد نگاهی اجمالی به گذشته داشته باشیم. تلسکوپ هایی همانند جیمز وب در واقع چیزی شبیه به ماشین های زمان هستند و زمانی که آنها به مسافت های بسیار دور نگاه می نمایند، انگار به گذشته خیره شده اند.

طی چند روز پس از آنلاین شدن تلسکوپ در اواخر ژوئن 2022، محققان با دریافت تصاویر آغاز به کشف هزاران کهکشان نو کردند که بسیار دورتر و باستانی تر از هر کهکشانی که قبلاً به ثبت رسیده اند محسوب می شدند. بعضی از آنها شاید بیش از 150 میلیون سال قدیمی تر از قدیمی ترین کهکشان شناسایی شده به وسیله هابل باشند!

2. تصویربرداری مجدد از کهکشان فانتوم

یکی دیگر از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب این بود که توانست تصاویری از کهکشان مارپیچی فانتوم ثبت کند که مانند هیچ تلسکوپی که قبلاً این کار را انجام داده نیست. این تصویر ثابت می نماید چرا این تلسکوپ فضایی برترین تلسکوپ ساخته شده به وسیله بشر تا به امروز است.

کهکشان فانتوم در فاصله 32 میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی ماهی و روبه روی سیاره ما قرار گرفته است. این باعث می گردد که مطالعه آن ساده تر باشد. علاوه براین، بازوهای فضایی این کهکشان نیز آن را به یک جرم مجذوب نماینده برای مشاهده در آسمان تبدیل نموده است.

تلسکوپ فضایی هابل نیز کهکشان فانتوم را با استفاده از حسگرهای خود که می توانند طول موج های فرابنفش و طیف مرئی را ثبت نمایند، به تصویر کشیده است. جیمز وب این تصویر را با استفاده از ابزار مادون قرمز میانی خود (MIRI) ثبت نموده که محدوده طول موج پنج تا 28 میکرون را پوشش می دهد و به دوربین نیز مجهز است. این قابلیت به این ابزار اجازه می دهد تا تصاویر پهن باند و میدان وسیعی از کهکشان های دوردست، ستاره های تازه شکل گرفته و دنباله دارهایی که به شکل کم نور قابل مشاهده هستند را ثبت کند.

3. ستارگان متولد شده در ستون های آفرینش

وب تصاویری با جزئیات بسیار بالا از چشم انداز موسوم به ستون های آفرینش (Pillars of Creation) را ثبت کرد که در این تصویر ستارگان نوی از میان ابرهای متراکم گاز و غبار در حال شکل گیری هستند.

این ستون ها از گازها و غبارهای خنک میان ستاره ای تشکیل شده اند و در نوری با طول موج نزدیک به فروسرخ، نیمه شفاف به نظر می آیند. ستون های آفرینش در سحابی عقاب، برای مدت طولانی یکی از نمادین ترین تصاویر تلسکوپ فضایی هابل بوده است. اما تصویر دقیق کنونی به محققان یاری می نماید با شناسایی بسیار دقیق تر تعداد ستاره های تازه متولد به همراه میزان گاز و غبار موجود در منطقه بتوانند مدل های پیشین خود از تشکیل ستاره ها را اصلاح نمایند.

درک وارد تامپسون، رئیس دانشکده علوم طبیعی در دانشگاه مرکزی لنکشایر در بریتانیا گفت: وقتی توده هایی از میان ستون های گاز و غبار به جرم کافی می رسند، تحت نیروی گرانش خود آغاز به فروپاشی می نمایند. آن ها به آرامی گرم شده و در نهایت ستاره های نو را تشکیل می دهند.

تصاویری نظیر این نه تنها قابلیت های وب را به عنوان یک تلسکوپ فروسرخ به نمایش می گذارند، بلکه می توانند به ما در درک چگونگی شکل گیری ستارگان، از جمله خورشید یاری نمایند.

4. اولین تصویر مستقیم وب از یک سیاره فراخورشیدی

جیمز وب با تصویربرداری فروسرخ می تواند سیارات فراخورشیدی را به طور مستقیم مشاهده کند. این تلسکوپ به یاری تاج نگاری خود که کنتراست بالایی دارد، توانست نور ستاره HIP 65426 را مسدود نموده و از این طریق متوجه یکی از مهمترین تصاویر خود از یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر گازی بگردد.

دانشمندان اولین سیارات فراخورشیدی را در دهه 1990 کشف کردند و امروزه بیش از 3000 دنیا شناخته شده وجود دارد که به دور ستاره ها می چرخند. با این حال، تنها حدود 12 مورد از این سیارات به طور مستقیم تصویربرداری شده اند.

بیشتر سیارات فراخورشیدی به قدری دور هستند که فقط به وسیله فرورفتن در نور ستاره ای که به دور آنها می چرخند (زمانی که آن سیاره از مقابل ستاره میزبان خود عبور می نماید) قابل شناسایی هستند. اما وب این موضوع را تغییر داد و در ماه سپتامبر اولین تصویر مستقیم خود از یک سیاره فراخورشیدی را ثبت کرد.

این مورد از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب در فاصله 100 برابری از خورشید تا زمین، یعنی بسیار دورتر از هر سیاره ای در منظومه شمسی از ستاره میزبان خود قرار گرفته است و بعلاوه فوق العاده بزرگ (تقریباً 12 برابر سیاره مشتری) است.

5. مشاهده حلقه های گازی دور ستارگان WR 140

در ماه ژوئیه، جیمز وب یک جفت ستاره را دید که حلقه های گازی از خود ساطع می کردند. این در واقع یک جفت نور است که بادهای ستاره ای آنها به طور دوره ای با هم برخورد نموده و حلقه های گازی ایجاد می نمایند.

جیمز وب این ساختار حلقه ای را در اطراف ستاره ای به نام WR 140 ثبت کرد که 5600 سال نوری از ما فاصله دارد. ستاره WR 140 که در صورت فلکی ماکیان قرار گرفته است، یک سیستم دوتایی بسیار نادر است. اولین جزء آن ستاره Wolf-Rayet نام دارد. این دو جرم کیهانی بسیار بزرگ و در مراحل پایانی زندگی خود هستند. حلقه های عجیب و غریب ناشی از تعامل بین WR140 و ستاره همراه کوچکتر آن است.

هیدروژن آنها تقریبا تمام شده است و بیشتر حجم آنها را هلیوم تشکیل می دهد. بنابراین نورها به سرعت جرم خود را در قالب باد خورشیدی از دست می دهند. این ها داغ ترین ستاره های دنیا و بسیار پرجرم هستند که بادهای ستاره ای بسیار قوی دارند.

6. یافتن دورترین کهکشان ها

وب برای رصد دورترین کهکشان های دنیا ساخته شد و در اواسط دسامبر، دانشمندان تأیید کردند که توانسته اند به هدف خود از ساخت این تلسکوپ برسند. این تلسکوپ چهار کهکشان دوردست شناخته شده که متعلق به حدود 13.4 میلیارد سال پیش (زمانی که کیهان تنها 350 میلیون سال سن داشت) هستند را مشاهده کرد.

محققین پس از تایید سن آنها، داده های طیف نگار فروسرخ نزدیک تلسکوپ را تجزیه و تحلیل کردند تا بفهمند کهکشان ها با چه سرعتی از تلسکوپ دور می شوند.

برانت رابرتسون، اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا در بیانیه ای گفت: این کهکشان ها بسیار فراتر از آن چیزی هستند که ما می توانستیم قبل از ثبت JWST تصور کنیم. به لطف جیمز وب، اکنون برای اولین بار می توانیم چنین کهکشان های دوردستی را پیدا نموده و سپس از نظر طیف سنجی تأیید کنیم که آنها واقعاً تا این حد دور هستند یا خیر.

7. کشف کوتوله قهوه ای با ابرهای شنی

کوتوله های قهوه ای جرم هایی هستند کوچک تر از ستارگان و بزرگ تر از سیاره ها که به علت کم بودن جرم واکنش های هسته ای در آنها انجام نشده و در نتیجه از خود نور ندارند و چون بسیار دورند دیده نمی شوند. برای مثال، کشف نو جیمز وب که VHS 1256 b نام دارد، اصلا یک سیاره نیست! بلکه یک کوتوله قهوه ای است که درخششی کم رنگ و مایل به قرمز دارد.

وب مشاهده کرد که کوتوله قهوه ای ابرهای شنی و سیلیکاتی دارد. همانند WASP-39b، وب توانست عناصری همانند آب، متان، دی اکسیدکربن و پتاسیم را در جو عجیب کوتوله قهوه ای شناسایی کند. نسبت ترکیبات مختلف نشان می دهد که این جرم کیهانی دارای یک جو متلاطم است.

8. اسرار سحابی حلقه جنوبی

تحقیقات نو نشان می دهند که حلقه ها و مارپیچ های پیچیده سحابی حلقه جنوبی (Southern Ring Nebula) که یکی از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب بوده، محصول حداقل چهار ستاره هستند.

دانشمندان همواره تصور می کردند این سحابی صرفاً یک منظومه دوتایی متشکل از دو ستاره است: یکی از آنها ستاره در حال مرگی به نام کوتوله سفید است که لایه های بیرونی آن با تابش امواج انرژی به وسیله کوتوله سفید درخشان می درخشند؛ درحالی که ستاره دیگر در حال مرگ نیست و تا حد زیادی در زیر این گاز روشن پنهان شده است.

تصویر خیره نماینده وب از این سحابی به وضوح نشان داد که اطلاعات پیشین دانشمندان در خصوص این سحابی کامل نیست. نماهای سحابی حلقه جنوبی و جفت ستاره های آن با ابزارهای جیمز وب موسوم به NIRCam و MIRI شکار شده است.

اورسولا دی مارکو، اخترفیزیکدان از دانشگاه مک کواری استرالیا شرح می دهد: ما از یافتن شواهدی مبنی بر وجود دو یا سه ستاره همراه که احتمالاً مرگ ستاره مرکزی را تسریع نموده اند و بعلاوه یک ستاره نظاره گر دیگر که در این تعامل گرفتار شده بود، شگفت زده شدیم.

در مرکز سحابی حلقه جنوبی که به صورت علمی NGC 3132 نامیده می گردد و در فاصله 2460 سال نوری از ما قرار گرفته است، ستاره ای مرده است که جرم آن سه برابر خورشید در حالت عادی تخمین زده می گردد. اما اکنون، آن ستاره به یک کوتوله سفید کوچک و متراکم تبدیل شده است که تقریباً نصف جرم خورشید را دارد و حجمش به میزان کره زمین می رسد.

محققان دیدند که کوتوله سفید همانطور که انتظار داشتند، در آن طول موج نامرئی نیست، اما به رنگ قرمز می درخشد و به وسیله مهی از گاز خنک احاطه شده است. به نظر می رسد تنها شرح منطقی این است که سحابی ستاره سومی را پنهان نموده که منبع گاز است.

دوربین اصلی تلسکوپ بعلاوه پوسته های مجذوب نمایندهی را در اطراف لبه های بیرونی سحابی ثبت کرد که تا حدودی شبیه پوسته های اطراف WR140 بود. دانشمندان فکر می نمایند یک ستاره سوم، جایی بین دو ستاره شناخته شده، می تواند باعث ایجاد پوسته های موج مانند گردد.

9. نگاهی عمیق به جو یک سیاره فراخورشیدی

یکی از کارهای بزرگی که تلسکوپ فضایی جیمز وب وعده تحقق آن را داده بود، توانایی آنالیز سیارات فراخورشیدی با جزئیات بیشتر از قبل است. جیمز وب قبلاً از نخستین سیاره فراخورشیدی خود تصویربرداری نموده و نخستین تشخیص دی اکسیدکربن را در جو این سیاره انجام داده است. اما اکنون این تلسکوپ با مشاهده عمیق تر به جو سیاره WASP-39 b، یکی دیگر از دروازه های پیشرفت در علم نجوم را به روی اخترشناسان گگردده است.

مشاهدات نو تصویر واضح تری از این سیاره فراخورشیدی ارائه نموده که وجود سدیم، پتاسیم، آب، کربن دی اکسید، کربن مونکسید و دی اکسید گوگرد را در جو سیاره نشان می دهد.

سیاره WASP-39 b حدود 700 سال نوری از زمین فاصله دارد و یک غول گازی در حال جوش به میزان زحل است که در فاصله بسیار نزدیکی به دور ستاره میزبان خود می چرخد.

دانشمندان با استفاده از دوربین اصلی وب و دو طیف نگار آن، وجود عناصر ذکر شده را در جو این سیاره شناسایی کردند. محققان بعلاوه توانستند از آنچه در خصوص جو این سیاره یاد گرفتند برای استنباط جنبه هایی از تاریخچه و شکل گیری آن استفاده نمایند. دانشمندان فکر می نمایند که این سیاره از برخورد سیاره های کوچکتر تشکیل شده است.

لورا کریدبرگ، مدیر مؤسسه نجوم ماکس پلانک (MPIA) در آلمان که در رصدها مشارکت داشت، در بیانیه ای گفت: این مشاهدات اولیه نویددهنده علم شگفت انگیزتری هستند که با JWST قابل دسترسی است.

10. نگاهی اجمالی به ابرهای تایتان

عکسی که تلسکوپ فضایی جیمز وب از قمر زحل ثبت نموده است، تصویری از ابرهای متان را به نمایش می گذارد. قمر زحل، تایتان، مکانی عجیب و مجذوب نماینده است که سطح آن از یخ آب، رودخانه ها و دریاهای پر از متان مایع و سایر هیدروکربن ها، و جو غلیظ و مه آلودی پر از ابرهای متان تشکیل شده است.

این مکان تنها جایی در عالم کیهانی خارج از سیاره زمین است که می دانیم رودخانه و دریاچه دارد؛ هر چند به جای آب در آنها هیدروکربن های قابل اشتعال مانند مِتان و ِاتان جریان دارد.

به علت اتمسفر ضخیم غبارآلود این قمر، مطالعه و آنالیز عمیق و دقیق تایتان سخت است. اما تلکسوپ جیمز وب برای اولین بار تصاویری با جزئیات از این ابرها و بعلاوه الگوهای آب و هوایی در این دنیا منحصر به فرد در اختیار ستاره شناسان قرار داده است.

کانر نیکسون، ستاره شناس مرکز پرواز فضایی گادرد گفت: ما سال ها در انتظار بودیم تا بتوانیم با استفاده از دید مادون قرمز جیمز وب به مطالعه درباره اتمسفر تایتان بپردازیم. رصد و ردیابی این ابرها پیش بینی های قدیمی از مدل های رایانه ای درباره آب و هوای تایتان را تایید می نماید.

دانشمندان در حین آنالیز داده ها، نه یک ابر، بلکه دو ابر را شناسایی کردند که یکی از آنها بر فراز کراکن ماری (Kraken Mare)، بزرگترین دریای تایتان واقع شده است. این مورد از مهمترین دستاوردهای تلسکوپ فضایی جیمز وب از اهمیت ویژه ای برخوردار است و ناسا براساس آن در حال کار کردن روی یک ماموریت نو به نام دراگون فلای است که به آنالیز تایتان اختصاص دارد.

227227