اولین تصاویر جیمز وب منتشر شدند؛ نگاهی به اعماق کیهان!

تلسکوپ فضایی جیمز وب یکی از مهمترین پروژه‌های علمی در قرن ۲۱ است که به تازگی توسط ناسا به فضا پرتاب شده است. این تلسکوپ قدرتمندترین تلسکوپ فضایی است که تا به حال توسط بشر ساخته شده و قرار است دید بسیار وسیع‌تر و عمیق‌تری از فضا در اختیار دانشمندان قرار دهد. با آخرین اخبار جیمز وب همراه پلازا باشید.

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا یک رصدخانه فضایی فروسرخ است که در روز ۲۱ دسامبر سال ۲۰۲۱ (۳۰ آذر ۱۴۰۰) به فضا پرتاب شد. ناسا پس از ماه‌ها انتظار بالاخره اولین تصویر این تلسکوپ را در ۱۲ جولای (۲۱ تیر) منتشر کرد. این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری که بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ ناسا به‌شمار می‌آید، در طی سال‌های آینده با کاوش در کیهان، قصد دارد به تحقیق و پرده‌برداری از رازهای هستی، از بیگ‌بنگ گرفته تا نحوه شکل‌گیری سیاره‌های بیگانه بپردازد.

در ویدیوی زیر می‌توانید طرز کار و لحظه پرتاب تلسکوپ جیمز وب را مشاهده کنید:

در ادامه می‌خوانید

اولین تصاویر تلسکوپ جیمز وب

مهمترین و اخرین اخبار تلسکوپ جیمز مربوط به انتشار اولین تصاویر آن بود. این تصاویر بالاخره پس از حدود ۶ ماه انتظار، در روز ۱۲ جولای طی یک رویداد زنده توسط ناسا منتشر شدند. تصاویری که از صخره‌های کیهانی در سحابی شاه‌تخته، سحابی حیرت‌انگیز حلقه جنوبی و پنج‌قلوی استفان گرفته و در کنار یک گزارش تجزیه و تحلیلی از ترکیب اتمسفر گازهای سیاره فراخورشیدی WASP-96 b منتشر شدند.

۱. تصویر اول جیمز وب از قدیمی‌ترین و دورترین کهکشان های کشف شده

اولین تصویری که انتشار پیدا کرد، یک تصویر خارق‌العاده فروسرخ بود که از عمیق‌ترین نقطه کیهان گرفته شده بود. این تصویر به گفته ناسا تنها طی ۱۲.۵ ساعت توسط جیمز وب گرفته شده است.

در این تصویر که اولین تصویر رنگی گرفته شده جیمز وب است، یک نقطه از آسمان که از نیم‌کره جنوبی زمین قابل مشاهده است و پیشتر نیز بارها توسط هابل از آن عکس‌برداری شده است را مشاهده می‌کنیم. در این خوشه عظیم کهکشانی، هزاران کهکشان مختلف وجود دارند که بسیاری از آن‌ها برای اولین بار رصد می‌شوند. این کهکشان‌ها، دورترین و قدیمی‌ترین جهان‌ها در عالم هستی به‌حساب می‌آیند.

به گفته بیل نلسون، مدیر ناسا، این تصویر عمیق‌ترین و واضح‌ترین تصویری است که تا به‌حال از دورترین نقطه کیهان گرفته شده است. این تصویر تنها یک نقطه کوچک به اندازه یک دانه شن در آسمان است. اگر با دقت بیشتری به تصویر نگاه کنید، کهکشان‌های سفید رنگ و درخشانی را خواهید دید که تقریبا همزمان با کهکشان راه شیری خودمان شکل گرفتند.

اما برخی از این کهکشان‌ها نیز به‌صورت کشیده در تصویر (به‌خصوص در مرکز) قرار دارند؛ چرا که خوشه کهکشان SMACS 0723 که در مرکز تصویر است، آنقدر متراکم است که نیروی جاذبه کهکشان‌های آن، فضازمان اطراف آن‌ها را خم کرده است؛ به همین خاطر، نور کهکشان‌ها و ستاره‌هایی که درست پشت این خوشه قرار دارند، به‌صورت خمیده به جیمز وب می‌رسد. درست مثل زمانی که نور از یک لنز منحنی عبور می‌کند.

۲. سحابی حلقه جنوبی

شاید اولین چیزی که پس از دیدن این تصویر به ذهتان خطور کند، یک عروس دریایی بدون شاخک‌هایش است. ولی این تصویر، سحابی حلقه جنوبی است که تقریبا ۲۵۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. یک سحابی سیاره‌نما که پس از مرگ یک ستاره به‌وجود آمده است. زمانی که یک ستاره به نقطه مرگ نزدیک می‌شود، موج‌های عظیمی از گاز و جرم را به‌صورت پیاپی از خود منتشر می‌کند. در این تصویر نیز می‌توانید این موج‌ها را مشاهده کنید.

۳. پنج قلوی استفان

این تصویر حیرت‌انگیز از پنج‌قلوی استفان، که ۲۹۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، گرفته شده است. این پنج‌قلو، که انگار در حال رقص با هم هستند، در صورت فلکی اسب بزرگ قرار دارند و اولین بار در سال ۱۸۷۷ کشف و بهت و حیرت ستاره‌شناسان آن زمان را به‌همراه داشتند؛ چرا که تا پیش از آن، هرگز چنین مجموعه کهکشانی نزدیک به یکدیگری دیده نشده بود. این تصویر بزرگ‌ترین تصویری است که جیمز وب تا به‌حال ارسال کرده و متشکل از بیش از ۱۵۰ میلیون پیکسل از تقریبا ۱ هزار تصویر جداگانه است.

۴. صخره‌های کیهانی در سحابی شاه‌تخته

سحابی شاه‌تخته، یک ابر بسیار عظیم متشکل از گاز و غبار است که فقط ۷۵۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و در کهکشان راه شیری خودمان است. در این سحابی، هم ستاره‌هایی وجود دارند که در حال تولد هستند و هم ستاره‌های در حال مرگ. سحابی که قرن‌هاست توجه دانشمندان را به‌خود جلب کرده است. تصویر جدیدی که از آن گرفته شده، واضح‌ترین تصویر از این سحابی است و تمام ستارگانی که پیشتر دیده نشده بودند را به‌تصویر می‌کشد.

هزینه تلسکوپ فضایی جیمز وب

مراحل اولیه طراحی پروژه ماهواره جیمز وب در سال ۱۹۹۶ به اتمام رسیده بود و در آن زمان محققین اعلام کردند، این پروژه ۱ میلیارد دلار هزینه دربر خواهد داشت و در نهایت در سال ۲۰۰۷ هم به فضا پرتاب می‌شود. اما همانطور که می‌دانید اینطور نشد. تا سال ۲۰۱۰ این پروژه نزدیک به ۵ میلیارد دلار هزینه داشت و قرار بود در سال ۲۰۱۴ ارسال شود.

تا این زمان نگرانی‌های زیادی در مورد این پروژه وجود داشت و اکثرا نسبت به هزینه‌های بالای آن انتقاد داشتند و بر این باور بودند که این پروژه بیشتر منابع ناسا را به خود اختصاص داده و در نهایت دیگر پولی برای سایر پروژه‌های آن‌ها باقی نمی‌گذارد. در سال ۲۰۱۱ کنگره آمریکا حتی پیشنهاد کنسل کردن پروژه جیمز وب را ارائه کرده بود.

در نهایت تلسکوپ فضایی جیمز وب هزینه ۱۰ میلیارد دلاری داشت و پس از گذراندن تست‌های مختلف در اواخر سال ۲۰۲۱ و پس از تقریبا ۳۰ سال به فضا ارسال شد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب به دنبال چیست؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا تقریبا می‌تواند همه چیز را در آسمان رصد کند. البته هدف اصلی آن رسد نوری است که از اولین ستاره‌های جهان ساطع شده است. تخمین‌زده می‌شود این ستاره‌ها بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پس از انفجار بیگ‌بنگ بوجود آمده‌اند، یعنی چیزی حدود ۱۳.۵ میلیارد سال پیش.

تلسکوپ جیمز وب با هدف شناسایی نور این ستاره‌ها ساخته شده است. این ستاره‌ها آنقدر از ما دور هستند که نوری که از آن‌ها ساتع می‌شود، با وجود اینکه با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند، میلیاردها سال در فضا در حال حرکت بوده تا به ما برسد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب به گونه‌ای طراحی و ساخته شده تا بتواند این نور را تشخیص دهد. اما چرا نور این ستاره‌ها اینقدر برای ناسا و دیگر دانشمندان اهمیت دارد؟

پس از انفجار بیگ‌بنگ و در ادامه آن بوجود آمدن جهان کنونی، تنها ۳ عنصر شیمیایی در جهان وجود داشت. هیدروژن، هلیوم و مقدار بسیار کمی لیتیوم. دیگر عناصر شیمیایی، حتی آن‌هایی که وجودشان برای حیات الزامی است مثل کربن و اکسیژن، بوسیله انفجارهای هسته‌ای که در مرکز این ستاره‌ها بوقوع می‌پیوسته، ایجاد شدند.

پروژه ماهواره جیمز وب به ما کمک می‌کند درک بیشتر و بهتری از منشا حیات پیرامون خود و همچنین حیات خودمان داشته باشیم.

مقایسه تلسکوپ جیمز وب با هابل

اما تلسکوپ فضایی جیمز وب چه تفاوتی با تلسکوپ قبلی ناسا یعنی هابل دارد؟ اولین تفاوت آن‌ها در اندازه‌شان است. جیمز وب یک تلسکوپ بسیار بزرگتر از هابل است.

هابل با کمک آیینه ۲.۴ متری خود نور ستارگان را شناسایی می‌کند اما در مقابل آیینه وب ۶.۵ متر قطر دارد و می‌تواند ۶.۲۵ برابر نور بیشتری جذب کند. همچنین از لحاظ فناوری نیز این دو تلسکوپ قابل مقایسه با هم نیستند. هابل از سال ۱۹۹۰ در مدار زمین قرار گرفته در حالی که جیمز وب با جدیدترین فناوری‌های روز ساخته شده و با درنظر گرفتن تمام ابزارهای همراهش، این تلسکوپ هم اندازه یک زمین تنیس است و ناسا برای جای دادن آن در راکتی که آن را به فضا برد، مجبور شد تلسکوپ را به دو قسمت تقسیم کند.

افزون بر این، از آنجایی که جیمز وب در نقطه L2 و در فاصله دورتری از زمین قرار گرفته، می‌تواند دید واضح‌تری از هستی داشته باشد. در حالی که هابل مثل ایستگاه فضایی بین‌المللی، در مدار نزدیک زمین یعنی حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتری قرار دارد. اما تلسکوپ جیمز وب در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین است. از آنجایی که این نقطه آنقدر از زمین فاصله دارد که ناسا نمی‌تواند هیچ فضانوردی را به آنجا ارسال کند، برخلاف هابل دیگر خبری از ماموریت‌های تعمیر یا سرویس‌دهی نخواهد بود و هر مشکلی که رخ دهد دیگر نمی‌توان برای حل کردنش کاری انجام داد.

اما دلیل دیگری هم برای قراردادن تلسکوپ در چنین فاصله‌ای وجود دارد. نور فروسرخ معمولا بوسیله حرارت شناسایی می‌شود و هرچقدر حرارت بیشتری وجود داشته باشد، احتمال اینکه در نوری که شما دریافت می‌کنید اختلال بوجود بیاید بیشتر است. به همین دلیل است که آیینه جیمز وب باید تا جای ممکن سرد باشد تا بتواند به بهترین شکل کار کند. به گفته ناسا حداکثر دمای آیینه نباید از منفی ۲۳۳ درجه سانتی‌گراد پایین‌تر بیاید در نتیجه تلسکوپ علاوه بر زمین، خورشید و ماه باید از حرارتی که تجهیزات خودش تولید می‌کند هم جدا باشد.

وظیفه سپر خورشیدی بزرگ تلسکوپ هم همین است. این سپر خورشیدی برای آنکه بتواند مانع از رسیدن حرارت تجهیزات و همچنین خورشید و زمین به آیینه شود باید درست روبه‌روی آن‌ها قرار بگیرد. خود تلسکوپ به گونه‌ای طراحی شده که سپر خورشیدی روبه‌روی تجهیزات باشد اما حرارت خورشید و زمین چه می‌شود؟ ناسا به همین دلیل نقطه L2 را انتخاب کرده است. این نقطه در مداری قرار دارد که سپر خورشیدی در آن همیشه مقابل زمین و خورشید است و مانع از رسیدن حرارت آن‌ها به آیینه می‌شود.

هابل در حال حاضر یک تلسکوپ ۳۰ ساله به حساب می‌آید و قادر به شناسایی برخی طول موج‌های نوری به خصوص طول موج‌های میانی و پایینی نیست. اما چرا این موضوع اهمیت دارد؟ به این دلیل که قدیمی‌ترین کهکشان‌ها و ستاره‌های هستی به دلیل عمر فوق‌العاده زیادشان آنقدر از ما فاصله دارند که نوری که از آن‌ها ساطع می‌شود پایین‌ترین طول موج را دارد.

پروژه ماهواره جیمز وب نیز به طور اختصاصی برای شناسایی همین طول موج‌های پایین طراحی شده است و می‌تواند به اعماق جهان نگاه کرده و نور اولین کهکشان‌ها را شناسایی کند و همچنین اطلاعات جدیدتری از کهکشان خود ما ارائه کند که قبلا چیزی درموردشان نمی‌دانستیم.

برای آنکه درک بهتری از از تفاوت میان این دو داشته باشید به تصویر زیر که توسط هابل از سحابی عقاب گرفته شده و به ستون‌های آفرینش معروف شده توجه کنید. تصویر سمت چپ تصویری است که با نور مرئی گرفته شده و تصویر سمت راست تصویری است که با کمک قابلیت‌های تصویربرداری فروسرخ هابل گرفته شده است.

بله تعداد ستاره‌هایی که با نور مرئی قابل دیدن نیستند، بسیار زیاد است. این تنها یک بخش بسیار کوچک از نور فروسرخ جهان است که با تلسکوپ هابل می‌توانیم ببینیم. به احتمال بسیار زیاد یکی از اولین تصاویری که جیمز وب خواهد گرفت از همین ستون‌های آفرینش خواهد بود تا بتواند قابلیت‌های پیشرفته‌تر خود نسبت به هابل را به رخ بکشد.

طرز کار تلسکوپ جیمز وب

همانطور که پیشتر گفتیم تلسکوپ فضایی جیمز وب دارای یک آیینه با قطر ۶.۵ متر است. این آیینه از ۱۸ بخش شش ضلعی ساخته شده از بریلیوم با پوششی از طلا تشکیل شده است. تصاویری که توسط آیینه تلسکوپ گرفته می‌شود با کمک چهار ابزار مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.

این ۴ ابزار شامل یک دوربین NIRCam یا دوربین نزدیک مادون قرمز، یک طیف‌نگار نزدیک مادون قرمز، یک ابزار میان فروسرخ که از یک دوربین و یک طیف‌نگار ساخته شده، تصویربردار نزدیک مادون قرمز/حسگر نازک‌بین راهنما و طیف‌نگار بدون شکاف (FGS/NIRISS) می‌شود.

این ۴ ابزار این امکان را به جیمز وب می‌دهند تا به اعماق فضا و زمان دسترسی پیدا کند. اگر همه مراحل راه‌اندازی تلسکوپ با موفقیت انجام شوند، جیمز وب می‌تواند اشیای کیهانی که ۱۰ میلیارد بار نور کمتری از ضعیف‌ترین ستاره‌ای که در آسمان شب بدون تلسکوپ می‌توانید ببینید دارند را شناسایی کند. قدرت زوم تلسکوپ جیمز وب به‌حدی است که می‌تواند جزییاتی به اندازه یک سکه را از فاصله ۴۰ کیلومتری تشخیص دهد.

اما برای آنکه جیمز وب به طور کامل عملیاتی شود و بتواند از این قابلیت‌هایش استفاده کند ابتدا باید پروسه راه‌اندازی آن که یک ماه از زمان پرتاب طول می‌کشد با موفقیت انجام شود. یکی از مهمترین مراحل، باز شدن سپر خورشیدی تلسکوپ بود که در روز ۱ ژانویه و با اعلام ناسا با موفقیت به اتمام رسید.

سیستمی که مسوول بازکردن این سپر خورشیدی است دارای ۱۴۰ مکانیسم رهاسازی، ۷۰ لولا، ۴۰ قرقره، ۹۰ کابل و ۸ موتور است و شاید پیچیده‌ترین سیستم نصب شده روی تلکسوپ باشد. در حقیقت بیشترین نگرانی هم از همین سیستم بود؛ با این حال، تمام این اجزا توانستند با موفقیت سپر خورشیدی عظیم تلسکوپ را باز کنند.

به گفته ناسا، ماموریت تلسکوپ جیمز وب بیشتر از همه بر اولین نورهای بوجود آمده در هستی، شکل‌گیری اولین کهکشان‌ها، تولد ستاره‌ها و سیاره‌ها از جمله منشا حیات تمرکز دارد. این سازمان در ۱۱ جولای (۲۰ تیر) اعلام کرد تمام ۱۷ ابزاری که جیمز وب برای رصد هستی به آن‌ها نیاز خواهد داشت، به‌درستی راه‌اندازی شده و در دسترس تلسکوپ قرار دارند.

ناسا همچنین یک صفحه جداگانه در وبسایت خود برای تلکسوپ ایجاد کرده و اطلاعات تکمیلی در مورد آن را ارائه می‌کند. شما همچنین در هر لحظه و با مراجعه به این قسمت، می‌توانید از مدت زمانی که از ارسال تلسکوپ گذشته، فاصله آن تا زمین، سرعت حرکت، دمای نقطه مقابل خورشید و دمای نقطه پشت به خورشید مطلع شوید.

سوالات متداول

سخن پایانی

تلسکوپ فضایی جیمز وب با توجه به پروسه موفقیت‌آمیز پرتاب و راه‌اندازی که داشته، حالا کاملا عملیاتی شده و در حال ارسال تصاویر شگفت‌انگیز از کیهان است. انتظار می‌رود طی سال‌های آینده بتوانیم با کمک جیمز وب، اطلاعات بیشتری از عالم هستی و منشا حیات به‌دست بیاوریم. به همین خاطر نیز؛ جیمز وب می‌تواند یکی از انقلابی‌ترین پروژه‌های علمی در تاریخ بشر باشد.