تلسکوپ جیمزوب در سال اول به کاوش چه چیزی خواهد پرداخت؟ - وبلاگ ساعت زنانه

به گزارش وبلاگ ساعت زنانه، ناسا در آستانه گشودن پنجره ای تازه رو به جهان هستی است. ناسا قصد دارد در ماه جاری میلادی(22 دسامبر مصادف با اول دی ماه) تلسکوپ بسیار پیشرفته جیمز وب را راهی فضا کند.

به گزارش وبلاگ ساعت زنانه و به نقل از بیزینس اینسایدر، از سال آینده میلادی اخترشناسان خواهند توانست به جو سیاراتی که در اطراف ستارگان دور می چرخند نگاه کنند و پیامدهای شدیدترین برخوردهای اجرام کیهانی را تجزیه و تحلیل کنند و بیش از هر زمان دیگری به گذشته جهان پی ببرند و دلیل این امر نیز این است که تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) اکنون آماده پرتاب است و منتظر است تا سوار بر موشک خود در گویان فرانسه راهی فضا گردد. این تلسکوپ سوار بر موشک آریان 5 از پایگاه فضایی گویان فرانسه به مدار خواهد رفت.

آخرین رصدخانه فضایی ناسا تلسکوپ فضایی هابل است که در سال 1990 پرتاب شد. این رصدخانه نیز ماموریت بررسی و ثبت تاریخ 13.8 میلیارد ساله کیهان را برعهده داشت. هابل همچنان در حال رصد کیهان است و ناسا امیدوار است تا چند سال دیگر، احتمالا تا دهه 2030 نیز بتواند از آن استفاده کند. تلسکوپ فضایی هابل پروژه مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا و کانادا است و بیش از سه دهه به رصد فضا پرداخته است. این تلسکوپ بیش از 1.5 میلیون رصد انجام داده و بیش از 18 هزار مقاله علمی براساس داده های آن منتشر شده است. هابل با سرعت 27 هزار و 300 کیلومتر بر ساعت مدار زمین را دور می زند و در فاصله 547 کیلومتری زمین قرار گرفته است. این تلسکوپ در ماه آوریل سال 1990 از پایگاه فضایی کندی در فلوریدا به فضا ارسال شد. گرچه هابل نیز توانسته به خوبی به رصد فضا بپردازد اما وب برای رصد دقیق آنچه در اعماق هستی در حال رخ دادن است، طراحی شده است.

ناسا با همکاری آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا، دهه هاست در حال کار بر روی این تلسکوپ است و بیش از 10 میلیارد دلار برای ساخت وب هزینه کرده است. گفتنی است طراحی جیمزوب در ابتدا در دهه 1990 مطرح شده بود و هزینه ای 500 میلیون دلاری نیز برای ساخت آن در نظر گرفته شده بود اما طراحی مجدد و تاخیرهای پی در پی، هم هزینه ساخت آن را افزایش داد و هم تاریخ پرتاب آن را به تعویق انداخت.

چند ابزار علمی بسیار پیشرفته برای تلسکوپ فضایی جیمز وب در نظر گرفته شده است. برای مثال ابزار مادون قرمز میانه برای تهیه تصاویر شبیه هابل از کهکشان ها، دنباله دارها و اجرام آسمانی سنگین از طریق کنسرسیوم اروپا آماده شده و در سال 2012 به ناسا تحویل داده شد. دوربین فیلتردار مجهز به حسگرهای دقیق FGS-TFI برای تصاویر با وضوح تصویری بالا از سایر اجرام آسمانی نیز از طریق آژانس فضایی کانادا ساخته و سه سال پیش در اختیار ناسا قرار گرفته است. تلسکوپ جیمزوب به افتخار جیمز ای. وب که از سال 1961 تا 1968 به عنوان مدیرناسا مشغول به کار بوده و نقش مهمی در برنامه فضایی آپولو داشته، نامگذاری شده است.

پس از پرتاب، اگر همه چیز طبق برنامه پیش رود، جیمز وب شش ماه را صرف باز کردن و تنظیم خود خواهد کرد و سپس در مداری در فاصله یک میلیون مایلی زمین قرار خواهد گرفت. آنگاه می تواند عملیات بازنویسی تاریخ کیهانی را آغاز کند.

هدف اصلی این تلسکوپ بررسی چگونگی شکل گیری و تکامل کهکشان ها پس از بیگ بنگ است و قصد دارد با نگاهی به اعماق کیهان تصاویری از اولین کهکشان هایی که تا به امروز شکل گرفته اند، ثبت کند. دوربین های فروسرخ این تلسکوپ به قدری قدرتمند و دقیق هستند که می توانند حضور یک خرزنبور را از فاصله 240 هزار مایلی(فاصله بین زمین و ماه) تشخیص دهند. وب همچنین به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا اسرار جهان را درک کنند.

کلاوس پونتوپیدان(Klaus Pontoppidan) دانشمند ماموریت جیمز وب از موسسه علمی تلسکوپ فضایی اخیرا طی یک نشست خبری گفت: وب قدرتی شگرف برای آشکار کردن موارد غیرمنتظره جهان به ما دارد.

ناسا انتظار دارد که این تلسکوپ حداقل برای یک دهه اسرار کیهان را بررسی کند. پونتوپیدان گفت که این تلسکوپ در اولین سال حضورش در فضا قرار است کارهای مهمی از بررسی مریخ تا بررسی کهکشان های باستانی را انجام دهد. در ادامه به توضیح چند ماموریت مهم که این تلسکوپ پیشرفته انجام خواهد داد، پرداخته ایم.

همانطور که یک تلسکوپ به دوردست نگاه می کند، به گذشته نیز نگاه می کند. دلیل این امر نیز زمان بر بودن فرایند حرکت نور است. برای مثال وقتی به خورشید نگاه می کنید، نوری را می بینید که این ستاره هشت دقیقه پیش ساطع کرده است. وقتی هابل به کهکشان های دوردست نگاه می کند، نور میلیاردها سال پیش یعنی 400 میلیون سال پس از بیگ بنگ را می بیند.

امبر استراون(Amber Straughn) دانشمند تیم جیمزوب ناسا نیز گفت: ما یک داستان 13.8 میلیارد ساله داریم اما موضوع چند پاراگراف کلیدی را در همان فصل اول داستان از دست داده ایم. جیمزوب برای کمک به ما در یافتن اولین کهکشان ها طراحی شده است.

انتظار می رود وب کهکشان هایی را که زمانی که کیهان تنها 100 میلیون سال قدمت داشته است، شناسایی کند.

جیمزوب 100 برابر قدرتمندتر از هابل است. همچنین وب از نور فروسرخ استفاده می کند و دارای طول موج هایی است که می تواند از میان ابرهای غباری را که ممکن است از دید هابل که به نور مرئی متکی جا مانده باشد نیز گذر کند.

وب باید عمیق تر از پیش کیهان را رصد کند و کهکشان هایی را که پس از بیگ بنگ شکل گرفتند، شناسایی کند. شناسایی این کهکشان ها به دلیل دور دست بودن و نور کم برای هابل چندان امکان پذیر نیست.

در شش سال گذشته، آشکارسازهای امواج گرانشی روی زمین امواجی را در فضا-زمان که از طریق خشن ترین رویدادهای کیهان ایجاد شده است، شناسایی کرده اند که می توان به سیاه چاله ها و برخورد ستاره های نوترونی به یکدیگر اشاره کرد.

دانشمندان فکر می کنند که این برخوردها بیشتر عناصر سنگین جهان مانند نقره، طلا و پلاتین را به وجود آورده اند. وب تلاش خواهد کرد تا این برخوردها را با تمرکز بر برخوردهای ستاره های نوترونی دور، هسته های متراکم ستارگانی که فرو ریخته اند و لایه های بیرونی خود را به بیرون پرتاب کرده و مرده اند، تایید کند.

وب قادر خواهد بود تمام طیف نور فروسرخ ناشی از این برخوردها را تجزیه و تحلیل کند. این موضوع به اخترشناسان اجازه خواهد داد تا عناصری مانند طلا یا پلاتین موجود در بقایای حاصل از انفجارهای فضایی را بر اساس طول موج های نورشان شناسایی کنند. این روش که طیف سنجی نامیده می گردد، به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا در مورد سایر اجرام مورد مطالعه جیمزوب نیز مطلع شوند.

طیف سنجی یا بیناب نمایی(Spectroscopy) به عنوان مطالعه برهمکنش بین نور و ماده نیز تعریف می گردد. از لحاظ تاریخی طیف سنجی به شاخه ای از علم برمی گردد که نور مرئی برای مطالعات نظری در ساختار ماده و بررسیهای کیفی و کمی استفاده می شد.

آنتونلا نوتا(Antonella Nota) دانشمند ماموریت جیمزوب که رهبری اداره علمی تلسکوپ فضایی آژانس فضایی اروپا را نیز برعهده دارد، گفت: طیف ها بخش عمده و مهمی در علم فضایی هستند.

وقتی که جیمزوب مشغول مطالعه بزرگ ترین اجرام و کهکشان های باستانی جهان نباشد، در پی محیط های کمتر نامساعد و جهان هایی که شاید شرایط آنها به گونه ای است که می توانند برای ایجاد حیات مناسب باشد، خواهد بود.

هنگامی که ناسا طراحی وب را آغاز کرد، سیارات فراخورشیدی کمتر مورد مطالعه قرار می گرفتند. دو دهه بعد، ستاره شناسان ده ها سیاره فراخورشیدی را شناسایی کردند که می توانند به مقدار کافی برای حیات بیگانه مناسب باشند. آنها نه خیلی سرد هستند، نه خیلی گرم و فقط برای داشتن آب مناسب هستند که آن هم فقط در صورتی که فضای مهمان نوازی داشته باشند، امکان پذیر است.

وب سیارات فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت که از مقابل ستارگان خود عبور می کنند را رصد خواهد کرد و طیف نور ستارگانی که از اتمسفر سیارات می تابند را مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد داد. این طیف سنجی به دانشمندان نشان خواهد داد که آیا هوای جهان های دیگر حاوی ترکیباتی مانند دی اکسید کربن، متان یا آب هستند که بتواند از طریق آن از حیات پشتیبانی کنند یا خیر.

استراون گفت: این تلسکوپ قطعا گام بزرگ بعدی ما در جستجوی سیارات قابل سکونت است. اینها لزوما سیاراتی شبه زمین نیستند. ستارگانی مانند خورشید آنقدر بزرگ و درخشان هستند که وب قادر به دیدن سیارات کوچک شبه زمینی که به دور آنها می چرخند، نیست. این کار تلسکوپ فضایی بزرگ بعدی است. در عوض وب به رصد سیارات سنگی که به دور ستارگانی که بسیار کوچک تر و کم نورتر هستند خواهد پرداخت.

سیاره زمین سان یا سیاره سنگی یا سیاره زمینی سیاره ای است که بیش تر از سنگ های سیلیکاتی یا فلزها ساخته شده است. این سیاره ها ساختار صخره ای مانند زمین دارند. سیاره های زمین سان دارای سطحی جامد هستند که در برابر غول های گازی قرار دارند که بخش بیش تر آن ها از هیدروژن، هلیوم و آب ساخته شده است که در حالت های فیزیکی گوناگونی قرار دارند.

برخی از اولین اهداف آن سیاراتی خواهند بود که به دور یک ستاره کوچک به نام TRAPPIST-1 که در فاصله 39 سال نوری از ما قرار دارند، است.

این ستاره هفت سیاره سنگی دارد که سه مورد آنها در منطقه گلدی لاکس(Goldilocks zone) آن قرار دارند و این به آن معناست که آنها در فاصله مناسبی هستند که این موضوع اجازه می دهد تا دمایی داشته باشند که به آب مایع اجازه دهد روی سطوح آنها وجود داشته باشد.

وب همچنین قرار است به کاوش سیارات غیرقابل سکونت و نامساعد نیز بپردازد. حداقل یکی از سیارات فهرستش آنقدر به ستاره اش نزدیک است که سطح آن مذاب است و حتی ممکن است در آنجا باران گدازه نیز رخ دهد. وب باید بتواند آن باران گدازه را تشخیص دهد.

این تلسکوپ همچنین تمام اجرام منظومه شمسی از مریخ گرفته تا اجرام یخی فراتر از پلوتو را نیز بررسی خواهد کرد و در جهت بررسی این سیارات، ستاره ها و کهکشان ها، جیمز وب مطمئنا شگفتی های بزرگی را کشف خواهد کرد.