جِیمزوب و دروازه‌ای که به سوی گذشته کیهان گشود

به گزارش خبرگزاری ایمنا، تلسکوپ‌ها فراتر از ابزارهای ساده‌ی رصدی، چشم‌های گسترده‌ بشر به سوی بی‌کرانگی کیهان هستند که مرزهای شناخت ما را دگرگون کرده‌اند. این دستگاه‌های نوری با جمع‌آوری نورهای ضعیف و پراکنده از اعماق فضا، به ما اجازه می‌دهند تا نه تنها ستارگان درخشان، بلکه سحابی‌های دوردست، کهکشان‌های غول‌پیکر و حتی سیاراتی را که در مدار ستارگان دیگر می‌چرخند، با جزئیاتی شگفت‌انگیز مشاهده کنیم.

کار تلسکوپ‌ها تنها به دیدن محدود نمی‌شود؛ آن‌ها در واقع ماشین‌های زمان هستند، از آنجا که نور سرعتی محدود دارد، هرچه تلسکوپ‌ها به عمق فضا نگاه می‌کنند، در واقع به گذشته‌ کیهان می‌نگرند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند که تولد و تکوین جهان را میلیاردها سال پیش بازسازی کنند.

تلسکوپ‌های مدرن با رصد در طیف‌های مختلف نور از فرابنفش تا امواج رادیویی، پرده از رازهای پنهان جهان برمی‌دارند؛ رازهایی همچون سیاه‌چاله‌های گرسنه یا ابرهای سردی که در آن‌ها ستارگان متولد می‌شوند، آنچه برای چشم انسان نامرئی است.

این ابزارها همچنین کلید کشف حیات در جهان هستند، زیرا با تحلیل نورعبوری از جو سیارات فراخورشیدی می‌توانند وجود آب، اکسیژن و سایر مولکول‌های حیاتی را شناسایی کنند، تلسکوپ‌ها با ارائه داده‌های دقیق درباره حرکت و فاصله‌ اجرام آسمانی، به ما کمک کرده‌اند تا ساختار کلان جهان، وجود ماده و انرژی تاریک را تا حد زیادی درک کنیم، اینکه ما در چه منظومه‌ و جهان عظیمی زندگی می‌کنیم.

تلسکوپ فضایی هابل که سال ۱۹۹۰ به مدار زمین پرتاب شد، انقلابی در نجوم ایجاد کرد و برای دهه‌ها چشم بینای بشر در آسمان بود؛ هابل با تصاویر خیره‌کننده‌اش، سن جهان را دقیق‌تر محاسبه و سیاه‌چاله‌ها را تأیید کرد.

این تلسکوپ به ما نشان داد که کهکشان‌ها چگونه در حال دور شدن از یکدیگرند، اما هابل در عین حال که بسیاری از شگفتی‌های کیهان را برای ما نمایان کرد، محدودیت‌هایی داشت؛ مهم‌ترین آن‌ها این بود که بیشتر در طیف نور مرئی، فرابنفش و مادون قرمز نزدیک کار می‌کرد و نمی‌توانست نورهای بسیار ضعیف و قدیمی‌تر را به خوبی رصد کند.

همچنین، آینه‌های آن در برابر نور فرابنفش و مادون قرمز دور که برای دیدن ستارگان اولیه حیاتی هستند، حساسیت کافی نداشت.

به همین دلیل، ناسا تصمیم گرفت تلسکوپ جیمز وب را بسازد تا این شکاف‌ها را پر کند؛ جیمز وب به عنوان جانشین هابل نه‌تنها بزرگتر است بلکه به طور تخصصی برای رصد در طیف مادون قرمز دور طراحی شده است.

این ویژگی به آن اجازه می‌دهد تا از میان ابرهای غباری که ستارگان و کهکشان‌های اولیه را پنهان می‌کند، عبور کند و نوری را ببیند که میلیاردها سال پیش ساطع شده و به دلیل انبساط جهان، به طول موج‌های مادون قرمز کشیده شده است.

اگر هابل به ما نشان داد که جهان چگونه در حال حاضر است، جیمز وب به ما اجازه می‌دهد تا به اولین لحظات تولد جهان و شکل‌گیری نخستین ستارگان و کهکشان‌ها نگاه کنیم؛ کاری که هابل به تنهایی از عهده‌ آن برنمی‌آمد.

ایلیا گلابی، کارشناس رصدخانه فیزیک دانشگاه اصفهان در گفت‌وگو با خبرنگار ایمنا اظهار کرد: تلسکوپ فضایی هابل و جیمز وب دو رصدخانه فضایی ممتاز ناسا هستند که هر یک در زمان خود انقلابی در درک ما از کیهان ایجاد کرده‌اند.

وی افزود: هابل با تمرکز بر نور مرئی و ماوراء‌بنفش وظیفه مطالعه جهان نزدیک‌تر و واضح‌تر را بر عهده داشت، اما جیمز وب با ابزارهای مادون‌قرمز پیشرفته‌تر، طراحی بزرگ‌تر و حساسیت بسیار بالا اکنون قادر به دیدن اجرام دوردست‌تر، کهکشانی‌تر و نزدیک به عصر بیگ‌بنگ است.

کارشناس رصدخانه فیزیک دانشگاه اصفهان عنوان کرد: از زمانی که تلسکوپ فضایی هابل در سال ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد، جامعه علمی توانست تصویری واضح از کهکشان‌ها، سحابی‌ها و ساختارهای کیهانی به دست بیاورد.

گلابی تاکید کرد: پس از بیش از سه دهه خدمت علمی بی‌وقفه، ناسا نسل جدید تلسکوپ فضایی جیمزوب را با هدف گسترش مرزهای دانش به اعماق جهان هستی طراحی و پرتاب کرد تا مناطقی را ببیند که هابل نمی‌توانست به آن دست پیدا کند.

وی با تشریح ویژگی‌های هابل، گفت: این تلسکوپ از طراحی کلاسیک بازتابی دو آینه‌ای بهره می‌برد و آینه اصلی آن یک قطعه شیشه‌ای تک‌پارچه با قطر ۲٫۴ متر است، در صورتی که جیمز وب از طراحی سه‌آینه‌ای بهره می‌برد و آینه اصلی آن از ۱۸ بخش شش‌ضلعی تشکیل شده است و در مجموع قطر ۶٫۵ متر دارد.

کارشناس رصدخانه فیزیک دانشگاه اصفهان گفت: این طراحی به جیمز وب اجازه می‌دهد نور بسیار بیشتری جمع کند و به اجرام بسیار کم‌نورتر دسترسی داشته باشد.

گلابی تصریح کرد: هابل در مدار پایینی زمین قرار دارد (حدود ۴۸۳ کیلومتر بالاتر از سطح زمین) و توسط نور و گرمای زمین تحت تأثیر قرار می‌گیرد.،در مقابل جیمز وب در نقطه L۲ لاگرانژ خورشید-زمین مستقر است، تقریباً ۱٫۵ میلیون کیلومتر دورتر از زمین که این امکان را می‌دهد تا با استفاده از سپر خورشیدی بزرگ خود بسیار سرد بماند و حساسیت فوق‌العاده به نور مادون‌قرمز داشته باشد.

وی بیان کرد: هابل به طور عمده در نور ماوراءبنفش UV و نور مرئی مشاهده می‌کند، اگرچه قابلیت مشاهده محدود مادون‌قرمز نزدیک نیز دارد، این گستره موجب می‌شود تصاویر شفاف، رنگی و قابل‌فهم از جهان نزدیک تهیه کند.

کارشناس رصدخانه فیزیک دانشگاه اصفهان خاطرنشان کرد: برخلاف هابل، وب تمرکز اصلی خود را روی نور مادون‌قرمز متوسط تا دور(۰٫۶ تا ۲۸٫۵ میکرون) گذاشته است، نور مادون‌قرمز می‌تواند از میان ابرهای گرد و غبار عبور کند و اجرامی را نشان دهد که در طول‌موج‌های دیگر پنهان هستند.

گلابی تاکید کرد: این ویژگی موجب شده است تا جیمزوب بتواند کهکشان‌های بسیار دوردست و کهن را مشاهده کند، اجرامی که نورشان آن‌قدر قرمز شده که تنها در مادون‌قرمز قابل مشاهده‌ است.

وی ادامه داد: آینه بزرگ‌تر و ابزارهای پیشرفته‌تر جیمز وب موجب شده است تا این تلسکوپ حساسیت بسیار بیشتری نسبت به اجرام کم‌نور داشته باشد و بتواند اجرام تا صد برابر ضعیف‌تر از آنچه هابل می‌بیند را تشخیص دهد.

کارشناس رصدخانه فیزیک دانشگاه اصفهان اضافه کرد: با این حال و به دلیل طول‌موج‌های مادون‌قرمز که به طور ذاتی طولانی‌تر هستند، رزولوشن نهایی آن در مادون‌قرمز قابل مقایسه با رزولوشن هابل در نور مرئی است.

گلابی گفت: جیمز وب موفق شده است نقشه‌ای از تاریخ کیهان تا ۱۳ میلیارد سال پیش تهیه کند و هزاران کهکشان بسیار دوردست را زیر بررسی ببرد.

وی افزود: کشف اولین «سیاه‌چاله ابرپرجرم فراری» که با سرعت فوق‌العاده حرکت می‌کند، یافته‌ای است که هابل تنها مسیر آن را تشخیص داده بود و جیمز وب ماهیت آن را اثبات کرد.

این کارشناس تصریح کرد: همکاری مشترک هابل و وب در تصویربرداری از سحابی‌ها و خوشه‌های ستاره‌ای به نشان دادن چگونگی شکل‌گیری ستارگان کمک کرده است.

گلابی تاکید کرد: هر دو تلسکوپ هابل و جیمز وب، نقش مهمی در پیشبرد دانش بشر از کیهان داشته‌اند؛ هابل برای بیش از سه دهه پایه‌های اخترشناسی دقیق را ساخت و اکنون وب بر آن اساس ایستاده تا پیش از این ناشناخته‌ها را آشکار کند.

وی بیان کرد: معایب و محدودیت‌های هرکدام در طراحی متفاوت موجب شده است این دو ابزار مکمل یکدیگر باشند؛ هابل در بررسی اجسام نزدیک و واضح و جیمز وب در مشاهده اجرام دوردست و قدیمی‌تر.

به گزارش ایمنا، گذر از هابل به جیمز وب تنها ارتقای یک ابزار نیست بلکه جهشی از «نگاه به حال» به «سفر به آغاز» است، در حالی که هابل چهره‌ پویای جهان را برای ما ترسیم می‌کند، جیمز وب با عبور از پرده‌ غبار و زمان، ما را به لحظه‌ تولد ستارگان و کهکشان‌ها می‌برد.

این دو غول فضایی، با هم روایتی کامل از کیهان را می‌سازند؛ روایتی که در آن هر تصویر جدید، پاسخ به سوالات شگرف درباره جهان بی انتها و دعوتی به کشف رازهای تازه‌ای است که هنوز در انتهای این سفر بی‌پایان منتظر ما هستند.