نخستین تصاویر شگفت‌انگیز تلسکوپ فضایی جیمز وب منتشر شد؛ نمایش جهان با جزئیاتی بی‌سابقه

امروز عصر به وقت ایران، ناسا تصاویر و داده‌های به مراتب شگفت‌انگیزترِ گردآوری‌شده با تلسکوپ فضایی قدرتمند جیمز وب را منتشر کرد و سحابی‌های رنگارنگ و کهکشان‌های بیگانه را در جزئیات بی‌سابقه به نمایش گذاشت. این نخستین مجوعه تصاویر خیره‌کننده، تنوع علمی فعالیت‌های علمی جیمز وب در فضا را نشان می‌دهد.

تصاویر جدید به نخستین تصویر از تلسکوپ جیمز که بامداد امروز ناسا و جو بایدن، رئیس‌جمهور آمریکا درجریان رویدادی در کاخ سفید منتشر کردند، ملحق می‌شود. نخستین تصویر که بخشی از آسمان به نام SMACS 0723 را نشان می‌دهد، مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از هزاران کهکشان دوردست را که همگی در نقطه‌ی کوچکی از آسمان به اندازه یک دانه شن جمع شده‌اند، به نمایش گذاشت. ناسا از این تصویر با عنوان ژرف‌ترین عکس فروسرخ از کیهان یاد می‌کند. درواقع، نور برخی از کهکشان‌های موجود در عکس تقریباً ۱۳ میلیارد سال را پیموده‌اند تا به تلسکوپ فضایی جیمز وب برسند.

نگاه به ژرفای کیهان، فقط یکی از چندین وظیفه‌ی شگفت‌انگیزی است که جیمز وب برای انجامش طراحی شده است. این تلسکوپ با آینه‌ی ۶٫۵ متری پوشیده از طلای خود، نور رسیده از نقاط دوردست کیهان، اجرام موجود در منظومه شمسی خودمان و حتی نور اطراف جهان‌های دور را جمع‌آوری می‌کند. تصاویر امروز هرکدام توانایی هیجان‌انگیز جیمز وب را در زمینه‌های مختلف به نمایش می‌گذارند.

جان ماتر، کیهان‌شناس برنده جایزه نوبل از مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا درجریان پخش زنده‌ی انتشار عکس‌ها گفت: «پس از بیگ‌بنگ چه اتفاقی افتاد؟ کهکشان‌ها چگونه رشد کردند؟ نخستین سیاه‌چاله‌ها چگونه رشد کردند؟ از آنجا تا امروز چه اتفاقی افتاد؟ جیمز وب ماشین زمان ما [برای پاسخ به این پرسش‌ها] است.»

ناسا دیروز اعلام کرد که کالیبراسیون ابزارهای مختلف جیمز وب و آزمایش تمام حالت‌های مختلف عملکرد آن به پایان رسیده است؛ بدین معنی که تلسکوپ و ابزارهایش برای آغاز جمع‌آوری داده آماده هستند و فهرستی طولانی از مأموریت‌ها وجود دارد. نخستین سال فعالیت علمی جیمز وب مملو از مشاهدات مختلف از کیهان است و همگی آن‌ها تحت نظارت دانشمندانی از سرتاسر جهان که در رقابت برای به‌دست‌آوردن زمان ارزشمند رصد با تلسکوپ هستند، انجام خواهد شد.

درنتیجه تصاویر امروز هرچقدر شگفت‌انگیز، صرفاً نوک کوه یخی کیهانی هستند. در ادامه با زومیت همراه باشید تا درباره‌ی نخستین داده‌ها و تصاویر رنگی تلسکوپ فضایی جیمز وب و معنای آن‌ها برای مأموریت‌های علمی آینده بیشتر بیاموزید.

پنج‌قلوی استفان

اجرام اصلی موجود در تصویر بالا، پنج کهکشانی هستند که در احاطه‌ی مجموعه‌ای رنگارنگ از کهکشان‌ها و ستارگان قرار دارند؛ برخی در کهکشان راه شیری خودمان و بعضی بسیار دورتر. کهکشان واقع در سمت چپ بالای تصویر در پیش‌زمینه و نزدیک‌تر به زمین است؛ اما چهار کهکشان دیگر که تقریباً ۳۰۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارند، به‌طور مکرر به یکدیگر نزدیک می‌شوند. این برخوردها، وقایعی فاجعه‌بار هستند که شکل کهکشان‌ها را تغییر می‌دهند و به شکل‌گیری موجی از تولد ستارگان در بازوهای مارپیچی آن‌ها منجر می‌شود. دو کهکشان واقع در مرکز تصویر در فرایند ادغام فعال دیده می‌شوند.

جیووانا جاردینو، دانشمند ابزار طیف‌سنج فروسرخ نزدیک (NIRSpec) در آژانس فضایی اروپا درجریان پخش زنده گفت: «این تصویر و منطقه‌ی بسیار مهمی برای مطالعه است؛ زیرا واقعا نوعی تعامل را نشان می‌دهد که تکامل کهکشان‌ها را هدایت می‌کند. این تعامل سازوکار رشد کهکشان‌ها است.»

تصویر اصلی بالا ترکیبی از هر دو تصویر فروسرخ میانی و فروسرخ نزدیک است؛ اما ناسا تصویر دیگری نیز از پنج‌قلوی استفان صرفاً در فروسرخ میانی منتشر کرده است که عمدتا گاز و غبار کهکشان‌ها را نشان می‌دهد. با حذف این نور، شاهد درخشش شگفت‌انگیزی در مرکز کهکشان بالایی هستیم.

تصویر پنج‌قلوی استفان که با دوربین فروسرخ میانی (MIRI) جیمز وب گرفته شده است.

جاردینو گفت: «این سیاه‌چاله‌ای فعال است. ما نمی‌توانیم خود سیاه‌چاله را ببینیم؛ اما موادی را می‌بینیم که دراطراف می‌چرخند و توسط این هیولای کیهانی بلعیده می‌شوند.» این چرخش گاز و غبار، اطراف را چنان گرم می‌کند که با روشنایی شدیدی می‌درخشد؛ آنقدر درخشان که روشنایی حاصله ۴۰ میلیارد برابر بیشتر از درخشش خورشید ما است.

جیمز وب توانست طیف رنگی یا تجزیه‌ی نور فیلترشده از اتمسفر سیاره‌ای فراخورشیدی را ثبت کند. این قابلیتی است که هیچ‌کس هنگام ایده‌پردازی درباره‌ی جیمز وب در اواخر دهه‌ی ۱۹۸۰ اصلا فکرش را نمی‌کرد؛ اما تجزیه‌وتحلیل نور ردشده از اتمسفر سیاره‌ها،‌ درحال تبدیل‌شدن به یکی از هیجان‌انگیزترین کارهایی است که یک تلسکوپ می‌تواند انجام دهد.

در سال ۱۹۹۲، اخترشناسان وجود نخستین سیاره‌ی فراخورشیدی را تأیید کردند و از آن زمان تاکنون، حوزه‌ی کاملاً جدیدی برای جستجوی این جهان‌های دوردست پدید آمده و در چند دهه‌ی اخیر شکوفا شده است. به‌طور خاص، دانشمندان مشغول یافتن زمین دوم هستند؛ جهانی سنگی مانند سیاره ما که ممکن است شرایط مناسبی برای میزبانی از حیات روی سطح خود داشته باشد. یکی از راه‌های پیداکردن این حیات، نگاه‌کردن به هوای اطراف سیاره فراخورشیدی و فهمیدن نوع گازهای موجود در آن است. درصورت تطابق ترکیب شیمیایی آن سیاره با جهان ما، شاید حیات درآنجا نیز شکل گرفته باشد.

اکنون جیمز وب ممکن است ابزار ارزشمندی در مسیر جستجوی حیات بیگانه باشد. تاکنون، تجزیه‌ی نور ردشده از اتمسفر سیاره‌ها بسیار دشوار بوده است؛ زیرا این اجرام هم کوچک و هم بسیار کم‌نور و هم غرق نور ستارگانی هستند که به دورشان می‌چرخند. بااین‌حال، تلسکوپ جیمز وب با قدرت و دقت بالای خود می‌تواند نور ردشده از لایه‌ی بسیار نازک گازهای اطراف یک سیاره‌ی دور را جمع‌آوری کند و این دقیقاً همان کاری است که به‌تازگی انجام داده است. تصویر بالا، طیف رنگی اتمسفر WASP-96 b را نشان می‌دهد؛ سیاره‌ای غول‌پیکر که تقریباً نصف مشتری جرم دارد و عمدتا از گاز تشکیل شده است.

هرچند این سیاره فراخورشیدی احتمالاً میزبان نوع حیات مدنظر ما نیست، اجزای جالبی در اتمسفر خود دارد. نیکول کولون، اخترفیزیکدان در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا درجریان رویداد امروز گفت: «آنچه در اینجا می‌بینید، اثر انگشت شیمیایی بخار آب در اتمسفر این سیاره‌ی فراخورشیدی به‌خصوص است.» آب آن مایع نیست؛ اما به احتمال زیاد بخار آب است و نشان می‌دهد که جیمز وب تا چه حد توانایی به‌دست‌آوردن اطلاعات درباره‌ی اتمسفر سیاره‌های فراخورشیدی را دارد.

برای دیدن تصاویر در اندازه بزرگ روی آن‌ها کلیک کنید.

سحابی مسحورکننده‌ی حلقه جنوبی مانند حلقه‌ی فیروزه‌ای غول‌پیکری در آسمان شب به‌نظر می‌آید و نیم‌سال نوری وسعت دارد. گاز سحابی درواقع درحال انبساط است و با سرعت تقریباً ۱۴٫۵ کیلومتر بر ثانیه از ستاره‌ی دوتایی درحال مرگ در مرکز ساختار دور می‌شود.

دو تصویر بالا نماهای متفاوتی از سحابی را نشان می‌دهند که با دو ابزار جیمز وب گرفته شده‌اند. سمت چپ تصویر ابزار فروسرخ نزدیک یا دوربین اصلی تلسکوپ است که در فروسرخ نزدیک می‌بیند؛ درحالی‌که سمت راست تصویر ابزار فروسرخ میانی را نشان می‌دهد. رنگ‌های مختلف تصویر با مواد مختلف موجود در داخل سحابی مانند هیدروژن مولکولی و گازهای یونیزه‌ی داغ مرتبط هستند.

به‌لطف قدرت تلسکوپ فضایی جیمز وب، ما می‌توانیم ستاره‌ی دوتایی در قلب سحابی را بسیار واضح‌تر ببینیم. یکی دیگر از جزئیات جالب عکس، کهکشانی در پس‌زمینه است که مانند خطی نازک در سمت چپ بالای تصویر دیده می‌شود.

شاید یکی از نمادین‌ترین سحابی‌های ثبت‌شده به‌وسیله‌ی تلسکوپ فضایی هابل، سحابی شاه‌تخته یا کارینا است؛ ابری عظیم و درخشان از گاز و غبار که در فاصله‌ی ۷۶۰۰ سال نوری از ما قرار دارد. این سحابی یک بستر ستاره‌ای غول‌پیکر و آشفته است که خاستگاه ستارگان تازه متولدشده‌ای محسوب می‌شود که مواد اطرافشان را تخریب می‌کنند.

هرچند عکس‌های هابل از سحابی کارینا همواره خیره‌کننده بوده، جدیدترین عکس جیمز وب از آن به مراتب جذاب‌تر است. این تصویر صخره‌های کیهانی سحابی را با جزئیات و رنگ‌های شگفت‌انگیز نشان می‌دهد و جزئیاتی بی‌سابقه درباره‌ی این منطقه آشکار می‌کند. امبر استراون، دانشمند ارشد پروژه جیمز وب در ناسا گفت: «امروز برای نخستین‌بار ستاره‌های کاملاً جدیدی را می‌بینیم که قبلا به‌طور کامل از دیدمان پنهان بودند.»

صدها ستاره‌ی جدید و همچنین فوران‌ها و حباب‌های به مراتب متلاطم‌تر ناشی از تخریب گاز و غبار اطراف توسط ستاره‌های کوچک،‌ در تصویر به چشم می‌خورند. درنهایت تصویر سحابی شاه‌تخته به نوعی برجسته‌ترین درمیان سایر عکس‌ها است که قدرت مطلق جیمز وب را نشان می‌دهد و همچنین یادآور می‌شود که چرا اصلا به کیهان نگاه می‌کنیم.