چرا اولین عکس‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب اشک دانشمندان را درآوردند؟ + تصاویر
روز ۱۲ جولای سال ۲۰۲۲، در تاریخ علم روزی ماندگار شد. چرا که اولین تصویر تلسکوپ فضایی جیمز وب منتشر شد. طبیعتاً تمام دنیا به سرعت تحت تاثیر این خبر قرار گرفت. اما چرا این ۵ تصویر این‌قدر برای جهان علم ما انسان‌ها خاص و مهم هستند؟ با آی‌تی‌رسان همراه باشید تا تمام نکات شگفت‌انگیز تصاویر تلسکوپ جیمز وب را، که اشک دانشمندان را درآوردند، بررسی کنیم.
موفقیت تلسکوپ جیمز وب در ثبت این تصاویر به چه معناست؟
پنج تصویر منتشر شده در سایت ناسا، قابلیت‌‌ها و ظرفیت‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب را نشان دادند که توانسته بود از تولد و مرگ ستاره و یک گروه کهکشان که مشغول به چیزی موسوم به رقص کیهانی بودند، تصاویری تهیه کند. این تصاویر، عمیق‌ترین و دقیق‌ترین تصاویر رنگی هستند که تا کنون از جهان به دست آمده.
دانشمندان درحال تحسین شگفتی اولین عکس های تلسکوپ جیمز وب، به خاص و ارزشمند بودن این پروژه بین‌المللی هم اشاره کردند. درواقع این پروژه، حاصل همکاری ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) است. داشنمندان می‌گویند که این تصاویر، عملکرد بی‌نظیر تلسکوپ جیمز وب را نشان میدهد و نویدبخش آن است که وب، به آن‌ها در مطالعه دقیق‌تر و باجزئیات‌تر جهان کمک می‌کند.
در ادامه تصاویر و نکات شگفت‌انگیزی درباره آن‌ها را یک‌به‌یک مرور می‌کنیم.
اولین عکس تلسکوپ جیمز وب؛ نگاهی به گذشته در زمان
اولین تصویر ارسالی، تصویری عمیق از قسمت بسیار کوچکی از گیتی بود. یک دانه شن را از زمین بلند کنید، دست خود را دراز کنید و به آن دانه شن نگاه کنید. اگر از درون آن دانه شن که به اندازه طول دستتان با شما فاصله دارد، به جهان نگاه کنید، همین مقدار کهکشان و ستاره می‌بینید. این نشان از پهناور بودن دنیایی است که ما ذره ناچیزی از آن هستیم.
نورهای درخشانی که برق می‌زنند، ستارگان نزدیک ما هستند. اگر آن‌ها را کنار بذارید، هر ذره کوچک دیگری که در این تصویر می‌بینید، یک کهکشان مجزا است!
تصویری که از برخی از این کهکشان‌ها می‌بینید، ۱۳ میلیارد ساله است! یعنی نوری که ما در این تصویر می‌بینیم و به لنز تلسکوپ جیمز وب برخورد کرده، از ۱۳ میلیارد سال پیش آمده است! عمر جهان طبق تخمین دانشمندان حدود ۱۳.۸ میلیارد سال است. قدیمی‌ترین نوری که در این عکس می‌بینید از ۱۳.۵ میلیارد سال پیش آمده، یعنی فقط حدود ۳۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ! همین برای اعجاب‌انگیز بودن این عکس تلسکوپ جیمز وب و درآوردن اشک دانشمندان کافی است.
همچنین مجموع جرم این خوشه کهکشانی در میان تصویر، مانند یک لنز گرانشی عمل می‌کند و تصویر کهکشان‌هایی که در فاصله‌ای دورتر هستند را بزرگ‌تر می‌کند! قطعاً آلبرت انیشتین آرزوی این را داشت که جای شما بنشیند و خمیدگی نور در میانه این تصویر به دلیل جاذبه ناشی از جرم زیاد را مشاهده کند.
توضیحاتی درباره سفر نور در زمان
این پدیده نگاه ما به گذشته در زمان، به دلیل سرعت نور و مقداری که طول می‌کشد تا به ما برسد تا بتوانیم چیزی را ببینیم است. می‌دانیم که نور با سرعتی حدود ۳۰۰.۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند. طبیعتاً این بسیار سریع است، درواقع سریع‌ترین سرعتی است که می‌شناسیم! ولی به دلیل وسعت فضا، مدت زیادی طول می‌کشد تا این نور به نقطه دوری از فضا برسد.
مثلاً خورشید ۱۵۰ میلیون کیلومتر با ما زمین فاصله دارد. یعنی حدود ۸ دقیقه طول می‌کشد تا نور آن به ما برسد. پس اگر شما الآن به خورشید نگاه کنید، درواقع دارید وضعیت ۸ دقیقه پیش خورشید را مشاهده می‌کنید.
اجسام درون این عکس های تلکسوپ جیمز وب هم چند میلیارد سال نوری با ما فاصله دارند. عبارت «سال نوری» درواقع یعنی مقداری که نور، در یک سال می‌تواند طی کند که حدوداً معادل ۹.۵ تریلیون کیلموتر می‌شود.
این یعنی نورهایی که در تصاویر جیمز وب می‌بینید، چند میلیارد سال در زمان و فضا سفر کرده‌اند تا به ما برسند. برای این‌که وضعیت فعلی آن‌ها را ببینیم، باید ۱۳ میلیارد سال دیگر منتظر باشیم که متوجه شویم آیا اصلاً در این لحظه آن‌ها باقی مانده‌اند یا خیر.
اگر از ابعادی که درحال حرف زدن از آن هستیم، شگفت‌زده شده‌اید، کاملاً حق دارید. این ابعاد، برای انسانی که روزگاری تصور می‌کرد مرکز جهان است، غیرقابل تصور هستند.
دیدن پدیده‌های نامرئی
تلسکوپ جیمز وب، در تصاویر رنگارنگ خودش از سحابی کارینا و پنج‌قلوی استفان، ادغام شدن مهدکودک‌های ستاره‌ای را نشان میدهد. مهدکودک ستاره‌ای (Stellar Nursery) جایی است در یک سحابی با جاذبه زیاد، که در آن گاز و غبار درحال برخورد هستند و یک ستاره جدید شکل می‌گیرد. درواقع قسمت‌هایی از یک سحابی که در آن‌ها ستاره تشکیل می‌شود را مهدکودک ستاره‌ای می‌گوییم.
دلیل این‌که می‌توانیم این تصاویر «نامرئی» را ببینیم، دوربین‌های مادون قرمز تلسکوپ جیمز وب هستند. مادون قرمز اطلاعات بسیار بیش‌تری از دوران ابتدایی جهان به ما میدهد. نورهایی که از این کهشکان‌ها می‌آیند، در مسیر کشیده می‌شوند. ولی تلسکوپ جیمز وب به ما قابلیت دیدن آن‌ها را میدهد.
رنگ‌هایی که در تصویر سحابی کارینا می‌بینید، به طور دستی و توسط تیم دانشمندان جیمز وب، به تصویر اصلی اضافه شده‌اند. اما این به این معنی نیست که این رنگ‌ها وجود ندارد. درواقع نوری که از این ستاره‌ها به ما می‌رسد، اطلاعات بسیار بیش‌تر و پیچیده‌تری به ما میدهد که با چشم انسان نمی‌توان آن‌ها را درک کرد و رنگ آن‌ها هم قسمتی از این اطلاعات است.
محققان داده‌های مختلفی از این نورها به‌دست می‌آورند که با آن‌ها می‌توانند متوجه شوند که چطور کهکشان‌ها شکل می‌گیرند، رشد می‌کنند و با هم ادغام می‌شوند و بعضی مواقع دیگر ستاره تشکیل نمی‌دهند. مثلاً کهکشان‌های آبی شامل ستاره می‌شوند، ولی مقدار خیلی کمی غبار دارند. کهکشان‌های قرمز لایه‌های خیلی زخیم‌تری از غبار دارند و کهکشان‌های سبز هم توسط هیدروکربن‌ها و مواد شیمیایی دیگر پر شده‌اند. حالا به سراغ این دو عکس به دست آمده توسط تلسکوپ جیمز وب برویم:
تولد ستاره در عکس جیمز وب از سحابی کارینا
این تصویر تماشایی، درواقع لبه یکی از بخش‌های ستاره‌ساز سحابی کارینا به اسم NGC 3324 است. این تصویر که توسط دوربین مادون قرمز جیمز وب گرفته شده است، برای اولین بار به ما قسمت‌های غیرقابل دیدن از تولد یک ستاره را نشان میدهد. چرا که تنها با حساسیت مادون قرمز جیمز وب می‌توان از غبارهای کیهانی رد شد و به این اجسام رسید.
مجموعه‌ای از دره‌ها و کوه‌هایی که در تصویر می‌بینید، اصطلاحاً صخره کیهانی نام دارد. بلندترین قله‌هایی که در تصویر می‌بینید، ۷ سال نوری ارتفاع دارند! یعنی اگر شما اهل کوهنوردی هستید، برای فتح این قله‌ها باید با سرعت نور، ۷ سال بالا بروید.
قسمت‌های غارمانند هم با نور بسیار شدید فرابنفش و بادهای ستاره‌ای ناشی از ستاره‌های فوق‌العاده عظیم و داغ در این سحابی کنده و حفر شده‌اند.
بزرگ‌ترین تصویر جیمز وب؛ پنج‌قلوی استفان
پنج‌قلوی استفان، گروهی متشکل از پنج کهکشان است. این تصویر عظیم، بزرگ‌ترین تصویر تلسکوپ جیمز وب تا به امروز است که حدود یک پنجم قطر ماه را در بر می‌گیرد. این عکس جیمز وب شامل ۱۵۰ میلیون پیکسل می‌شود و از نزدیک به ۱۰۰۰ فایل تصویری مجزا تشکیل شده است.
این عکس اطلاعات تازه‌ای را از نحوه برخوردهای کهکشانی به ما میدهد، چیزی که ممکن است باعث تکامل کهکشان‌ها در ابتدای جهان شده باشد. جیمز وب با دید مادون قرمز قدرتمند و رزولوشن فضایی بسیار بالای خود، جزئیاتی از این گروه کهکشانی به ما میدهد که تا کنون دیده نشده بودند. همچنین خوشه‌هایی از میلیون‌ها ستاره جوان و کهکشان‌های دیگر، به زیبایی این عکس اضافه می‌کنند.
همان‌طور که می‌بینید، به دلیل برخورد این کهکشان‌ها و جاذبه‌های آن‌ها، دنباله‌هایی از گاز، غبار و ستارگان مختلف به سمت کهکشانی دیگر کشیده می‌شوند.
اگرچه به این گروه «پنج‌قلو» گفته می‌شود، ولی ۴تا از آن‌ها واقعاً نزدیک به هم هستند و در یک رقص کیهانی، یعنی چیزی که در تصویر از برخورد آن‌ها می‌بینید، گرفتار می‌شوند. پنجمین کهکشان این گروه که جدا افتاده است، NGC 7320 نام دارد که ۴۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد؛ درحالی که ۴ کهکشان دیگر حدود ۲۹۰ میلیون سال نوری دورتر از ما هستند. هرچند این ارقام در فواصل کیهانی، نسبتاً نزدیک شناخته می‌شوند!
سحابی حلقه جنوبی؛ تصویری از پایان یک ستاره
بعضی مواقع، آخرین نمایش بهترین نمایش است، مثل نمایش این ستاره زیبای درحال مرگ. ستاره کم‌نورتری که در مرکز این صحنه می‌بینید، هزاران سال مشغول ارسال حلقه‌هایی از گاز و غبار به تمام جهات بوده است.
دو دوربین از جیمز وب، آخرین تصاویر این سحابی سیاره‌ای به نام NGC 3132 که به عنوان سحابی حلقه جنوبی شناخته می‌شد را ثبت کردند. او تقریباً ۲.۵۰۰ سال نوری از ما دور است.
تسکلوپ جیمز وب به دانشمندان این اجازه را میدهد که به اطلاعات بسیار عمیق‌تری از سحابی‌های سیاره‌ای مثل این برسند که ابرهایی از گاز و غبار از آن‌ها توسط ستاره‌ای درحال مرگ خارج می‌شود. دو ستاره که در مداری نزدیک هم هستند، به این تصویر زیبایی خاصی می‌بخشند.
در تصویر سمت چپ، که توسط دوربین مادون قرمز نزدیک جیمز وب گرفته شده، ستاره‌ها و لایه‌های نور آن‌ها پررنگ و درخشان هستند.
ولی عکس سمت، که با استفاده از دوربین مادون قرمز میانه جیمز وب گرفته شده، اولین باری را نشان میدهد که ستاره دوم توسط غبار احاطه شده است. ستاره درخشان‌تر در مرحله ابتدایی‌تری از تکاملش قرار دارد و احتمالاً در آینده سحابی سیاره‌ای خودش را بیرون بکشد. درحالی که این دو ستاره به دور هم می‌چرخند، ستاره درخشان‌تر، شکل ظاهری این سحابی را تشکیل میدهد.
آنالیز دقیق اتمسفر بخاری سیاره‌ای دور
لنز‌های غول‌آسا و ابزار دقیق تلسکوپ جیمز وب، دقیق‌ترین اندازه‌گیری و آنالیز نور ستاره‌ای را در اتمسفر سیاره‌ای دور از منظومه شمسی انجام دادند.
در این طیف نوری رسم شده، اطلاعاتی از متشکلات اتمسفر سیاره‌ای را در فاصله ۱.۱۵۰ سال نوری از خودمان می‌بینیم. طبق این طیف، نشانه‌هایی از آب در اتمسفر این سیاره رصد شده است. همچنین جیمز وب علائمی از وجود مه و ابر در این سیاره فاش کرده است که در تحقیقات قبلی دیده نشده بودند.
قدرت سیگنالی که جیمز وب دریافت کرده، برای ما نشان از نقش بسیار مهم و بزرگی است که این تلسکوپ برای یافتن سیاره‌ای قابل زیست در آینده ایفا خواهد کرد.
هرچیز شگفت‌انگیزی که تا کنون خوانده‌اید، تازه شروع کار است. ماموریت تلسکوپ فضایی جیمز وب، حتی از این تصاویر که بهترین عکس هایی هستند که بشر در تاریخ به خود دیده است هم بزرگ‌تر است. اگر علاقه‌مند به دانستن بیش‌تر در این باره هستید، مقاله زیر را هم بخوانید:
نوشته چرا اولین عکس‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب اشک دانشمندان را درآوردند؟ + تصاویر اولین بار در اخبار فناوری و موبایل منتشر شد.