چشمی در آسمان: تلسکوپ فضایی وب درهایی را به روی اکتشافات غیر قابل تصور می گشاید

اولین دسته از تصاویر تلسکوپ فضایی قدرتمند جیمز وب فصل جدیدی را در اکتشافات فضایی گشوده است، اما ستاره شناسان می گویند مهم ترین اکتشافات رصدخانه ممکن است اکتشافاتی باشد که هنوز تصورش را نکرده اند.

کهکشان‌های در حال برخورد دور، سیارات فراخورشیدی غول‌پیکر گازی و منظومه‌های ستاره‌ای در حال مرگ، اولین اجرام آسمانی بودند که توسط رصدخانه میلیارد دلاری تصویربرداری شدند و قابلیت‌های تصویربرداری مادون قرمز گسترده‌اش را روی نمایشگر رنگی قرار دادند و ثابت کردند که تلسکوپ طبق طراحی کار می‌کند.

گالری وب از عکس‌های اولیه و داده‌های طیف‌نگاری، که اخترشناسان آن‌ها را به نتایج ساده «تمرین هدف» تشبیه کردند، در حالی که تلسکوپ را برای علوم عملیاتی آماده می‌کردند، همچنین چندین حوزه برنامه‌ریزی شده از تحقیقات آینده را پیش‌نمایش کرد.

برنامه تحقیقاتی رقابتی شامل مطالعات تکامل کهکشان‌های اولیه، چرخه حیات ستارگان، جستجوی سیارات قابل سکونت که به دور خورشیدهای دور می‌چرخند، و ترکیب قمرها در منظومه شمسی خارجی خودمان است.

اما پیشگامانه ترین اکتشافات وب، که 100 برابر حساس تر از سلف 30 ساله خود، تلسکوپ فضایی هابل است که هنوز در حال کار است، ممکن است به اکتشافات مهم یا پاسخ به سؤالاتی تبدیل شود که ستاره شناسان هنوز نپرسیده اند.

“چه کسی می داند چه چیزی در آینده برای JWST است. رنه دویون، محقق اصلی یکی از ابزارهای وب، تصویرگر مادون قرمز نزدیک و طیف‌نگار بدون شکاف، روز سه‌شنبه در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در مریلند گفت: اولین تصاویر رصدخانه تمام رنگی

جان ماتر، اخترفیزیکدان ارشد برنده جایزه نوبل در ناسا، گفت: با باز شدن وب هفت ماه پس از پرتاب در دسامبر، ستاره شناسان در حال آماده شدن برای “چیزی است که ما هرگز فکر نمی کردیم آنجا باشد.” دهه 1990 به تثبیت نظریه بیگ بنگ در کیهان شناسی کمک کرد.

ماده تاریک، انرژی تاریک

ماتر و دانشمندان دیگر به ماده تاریک اشاره کردند، داربست کیهانی نامرئی و ناشناخته اما از نظر نظری تأثیرگذار، به عنوان معمایی که وب می توانست در طول ماموریتش قفل آن را باز کند.

به همین ترتیب، هابل یک حوزه کاملاً جدید از اخترفیزیک را باز کرد که به پدیده اسرارآمیز دیگری، یعنی انرژی تاریک اختصاص داشت، زیرا مشاهدات او از ابرنواخترها منجر به کشف غیرمنتظره ای شد که انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است.

اکنون دانشمندان تخمین زده اند که انرژی تاریک و ماده تاریک ترکیبی 95 درصد از جهان شناخته شده را تشکیل می دهند. تمام کهکشان ها، سیارات، غبار، گازها و سایر مواد قابل مشاهده در فضا تنها 5 درصد را تشکیل می دهند.

ماتر در مورد اکتشافات اولیه ماده تاریک و انرژی تاریک گفت: «اینها شگفتی های بزرگی بودند.

امبر استراون، معاون دانشمند پروژه که با وب کار می کند، گفت: تصور اینکه چه چیزی می توانیم با این ابزار صد برابر قدرتمندتر که هنوز واقعاً نمی دانیم، بیاموزیم، سخت است.

ماده تاریک قبلاً در اولین تصویر “میدان عمیق” وب برجسته است، تصویری ترکیبی از یک خوشه کهکشانی دور، SMACS 0723، که به لطف یک اثر بزرگنمایی به نام عدسی گرانشی، جزئی ترین نمای جهان اولیه را ارائه می دهد.

توده عظیم ترکیبی از کهکشان ها و سایر مواد نامرئی در پیش زمینه تصویر، فضای اطراف را به اندازه کافی منحرف می کند تا نوری را که از کهکشان های دورتر در پشت آنها می آید، تقویت کند و اجرام کم نورتری را که دورتر و در طول این مسیر در زمان هستند به نمایش بگذارد.

حداقل یکی از ذرات ریز نور “بمب نوری” در لبه تصویر به 13.1 میلیارد سال یا تقریباً 95 درصد از راه انفجار بزرگ، نقطه اشتعال نظری کیهانی که جهان را در 13.8 میلیارد سال پیش به حرکت درآورد، باز می گردد.

اما از آنجایی که جرم ترکیبی تخمین زده شده همه مواد پیش زمینه مرئی به خودی خود برای ایجاد اعوجاج دایره ای ضعیفی که در تصویر مشاهده می شود کافی نیست، اثر عدسی شواهد غیرمستقیم محکمی برای حضور ماده تاریک است.

جین ریگبی، دانشمند پروژه عملیاتی وب، گفت: «این قدرتمندترین ابزاری است که ما از دیدگاه اخترفیزیک برای انجام این نوع آزمایش عدسی داریم. ما نمی‌توانیم مستقیماً ماده تاریک را تشخیص دهیم، اما می‌توانیم اثرات آن را ببینیم… می‌توانیم اثرات آن را در عمل ببینیم.»

او افزود: «کیهان آنجا بود، ما فقط باید یک تلسکوپ بسازیم تا ببینیم چه چیزی در آنجا وجود دارد.

نور جدیدی نیز به‌طور غیرمنتظره‌ای با اولین تحلیل طیف‌نگاری وب از یک سیاره فراخورشیدی در یک منظومه شمسی دور، که در این مورد یک غول گازی تقریباً به اندازه مشتری به نام WASP-96 b منتشر شد.

اندازه‌گیری طول‌موج‌های نوری که در جو سیاره فراخورشیدی در حین گردش به دور خورشید خود فیلتر می‌شود، به وضوح نشانه‌های مولکولی بخار آب در ابرها و مه را آشکار کرد، ویژگی‌هایی که دانشمندان از یافتن آن شگفت‌زده شدند.

اریک اسمیت، دانشمند برنامه وب، گفت: “کشفاتی در این داده ها وجود دارد.” ما در حال اکتشافات هستیم و واقعاً هنوز شروع به تلاش نکرده ایم.»