تلسکوپ جیمز وب می‌تواند برخی از بزرگ‌ترین اسرار جهان را کشف کند

منتشر شده در thenextweb به تاریخ ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱
لینک منبع The James Webb Telescope could uncover some of the universe’s biggest mysteries

ما با پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) وارد عصر جدید ستاره‌شناسی خواهیم شد. این یک رویداد است که برای یک دهه پیش‌بینی شده‌است - این بزرگ‌ترین و گران‌ترین و پیچیده‌ترین تلسکوپی خواهد بود که تا کنون ساخته، آزمایش و به فضا پرتاب شده‌است.

در زمان نگارش، تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری (۵ /۷ میلیارد پوند) برای پرواز خود و بالای راکت آریان ۵ در پایگاه فضایی اروپا در گویان فرانسه که آن را به فضا حمل خواهد کرد، سوخت‌گیری شده‌است.

این پرتاب برای هزاران دانشمند، مهندس، مدیر و کارمند پشتیبانی که JWST را به این نقطه رسانده‌اند، هیجان‌انگیز و وحشتناک خواهد بود. به عنوان رئیس شورای علمی تلسکوپ فضایی، که مرکز عملیات JWST را اداره خواهد کرد، من نگرانی آن‌ها را به اشتراک خواهم گذاشت. پتانسیل علمی آن در نهایت بسیار زیاد است - JSTW می‌تواند به برخی از بزرگترین سؤالات در مورد جهان پاسخ دهد.

جهان اسرار آمیز اولیه

در اصل JWST اغلب به عنوان جایگزینی برای تلسکوپ فضایی هابل مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما من ترجیح می‌دهم آن را به عنوان جانشین در نظر بگیرم. هابل بیش از ۳۰ سال است که فعالیت می‌کند و دیدگاه‌های شگفت‌انگیزی از جهان و هزاران نتیجه علمی به ما داده‌است. ما امیدواریم و پیش‌بینی می‌کنیم که این عملیات برای سال‌های بیشتری ادامه پیدا کند.

اما آینه با قطر ۲.۴ متر، در مقایسه با تلسکوپ‌های زمینی، حساسیت و توانایی آن برای مشاهده کوچک‌ترین اشیا را محدود می‌کند. همچنین، اگر چه هابل قابلیت مشاهده در نور مادون‌قرمز را دارد اما نمی‌تواند به طول‌موج‌های نور از ستارگان و کهکشان‌ها دسترسی داشته باشد. با این حال، JWST قادر به انجام این کار خواهد بود. حتی ممکن است قادر به دیدن جمعیت ۳ ستاره باشد (ستاره‌هایی که از ماده اولیه از بیگ‌بنگ شکل گرفته‌اند) که قبلا هرگز دیده نشده اند.

دانستن زمان تشکیل اولین ستاره‌ها، بلافاصله پس از بیگ‌بنگ، و درک چگونگی تولید بلوک‌های سازنده اولین کهکشان‌ها، یک سوال علمی مهم و یکی از اهداف علمی اولیه JWST است. می‌دانیم که عناصری که برای زندگی و تکنولوژی مدرن، مانند کربن، سیلیکون، و طلا مورد نیاز هستند، در نهایت در ستاره‌های اولیه ایجاد شدند-اما در حال حاضر درک درستی از چگونگی این اتفاق نداریم.

نیاز به تشخیص اجسام کم نور در جهان دور، محرک مهمی برای طراحی رصدخانه، تعیین اندازه، پوشش طول موج و نیاز به خنک نگه داشتن آن برای به حداقل رساندن نور نامطلوب پس زمینه بوده است.

مطالعه اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها تنها برنامه علمی که JWST اجرا خواهد کرد نیست. بلکه به عنوان یک رصدخانه با هدف کلی در نظر گرفته می‌شود که در آن ستاره‌شناسان از سراسر جهان می‌توانند برای مدتی برای حمایت از تحقیقات خود به کار برند. به عنوان مثال، مشاهده در مادون قرمز به JWST اجازه می‌دهد تا از میان ابرهای غباری که ستارگان بسیار جوان را پوشانده‌اند، که در برابر نور مرئی ناواضح هستند، ببیند.

برخلاف هابل، می‌تواند مستقیماً «مهد کودک‌های ستاره‌ای» را ببیند، جایی که ستارگان و منظومه‌های سیاره‌ای آنها در حال تولد هستند. این مشاهدات به سوالاتی در مورد چگونگی فروپاشی ابرهای گرد و غبار و گاز برای تشکیل ستارگان و چگونگی تشکیل سیستم‌های سیاره‌ای در اطراف آن‌ها پاسخ خواهند داد.

زیست‌پذیری خارج از سیاره

زمانی که اولین برنامه‌های JWST بیش از ۲۰ سال پیش مورد بحث قرار گرفت، هیچ سیاره‌ای به غیر از آن‌هایی که در منظومه شمسی خودمان بودند، شناخته نشد. از آن زمان به بعد، ستاره‌شناسان هزاران سیاره را کشف کرده‌اند که به دور ستاره‌های دیگر در کهکشان ما (سیاره‌های خارجی) می‌گردند. بخش قابل‌توجهی از برنامه مشاهده JWST به مطالعه جو آن‌ها اختصاص داده خواهد شد. پوشش طول‌موج JWST به خوبی برای مطالعه مولکول‌های موجود در جو زمین و زمینه مادون‌قرمز پایین از فضا تنظیم شده‌است و به آن مزیت قابل‌توجهی نسبت به تلسکوپ‌های زمینی می‌دهد.

دو تکنیک موجود است. یکی از این واقعیت استفاده می‌کند که سیارات می‌توانند از مقابل ستاره والد خود (که گذر نامیده می‌شود) عبور کنند و نوری را که ما از آن می‌بینیم ایجاد کنند. با تجزیه و تحلیل نور، شکسته به وسیله طول‌موج، با دقت زیاد قبل و در طول یک عبور و مرور، می‌توانیم اتمسفر سیاره را بررسی کنیم تا از مولکول‌های تشکیل‌دهنده آن پرده‌برداری کنیم. تکنیک دیگری از ابزار ویژه‌ای به نام «کروناگراف» استفاده می‌کند تا نور ستاره مادر را مسدود کند تا تصویربرداری مستقیم از سیاره و مطالعه سطح آن امکان‌پذیر شود. این می‌تواند به آشکار کردن این موضوع کمک کند که آیا یک سیاره برای زندگی مناسب است یا خیر، شاید تضمین تحقیقات بیشتر و یک روز فرستادن کاوشگرهای فضایی کوچک به آنجا باشد.

هدف نهایی یافتن سیاره‌ای شبیه به زمین است، اما این سیاره به ترکیب بسیار خوش‌شانس شرایط نیاز دارد، زیرا آن‌ها در همسایگی خورشید نادر هستند و در مقایسه با ستاره اصلی بسیار ضعیف هستند. به احتمال زیاد، JWST «غول‌های گازی» مانند مشتری و زحل یا «غول‌های یخی» مشابه اورانوس و نپتون را در منظومه شمسی خود مطالعه خواهد کرد. هیچ یک از سیستم‌های سیاره‌ای شناخته‌شده شبیه سیستم‌های ما نیستند و بسیاری از سیاره‌های غول‌پیکر در مدارهای نزدیک‌تر نسبت به ما قرار دارند و گرمایش شدید اتمسفر آن‌ها و شرایط آب و هوایی پویاتر است.

علاوه بر مطالعه سیارات خارج از منظومه شمسی، JWST قادر خواهد بود تا منظومه شمسی خانگی ما را مشاهده کند. حساسیت زیاد آن شناسایی و توصیف ستاره‌های دنباله‌دار و دیگر اجسام یخی در بیرونی‌ترین مناطق منظومه شمسی را ممکن می‌سازد. در چنین مکان دوری، این اشیا تا حد زیادی از زمان شکل‌گیری خود بدون تغییر هستند و ممکن است شامل سرنخ‌هایی به منشا زمین، به ویژه منبع آب آن باشند که ممکن است در نتیجه بمباران توسط چنین بدن‌هایی در اوایل زندگی‌شان باشد.

همچنین JWST قادر خواهد بود تمام سیاره‌هایی که در خارج از مدار زمین خورشید قرار دارند را مشاهده کند و اتمسفر و تغییرات آب و هوایی فصلی آن‌ها را مطالعه کند.

طرح‌ها و ایده‌های تفصیلی برای آنچه که کشف خواهد شد توجیه ضروری برای هزینه ساخت یک تلسکوپ بلند پروازانه و سرنوشت‌ساز مانند JWST است. اما کشفیاتی وجود خواهد داشت که هیچ‌کس نمی‌تواند آن‌ها را پیش‌بینی کند. زمانی که هابل به فضا پرتاب شد، ایده سیارات فراخورشیدی تا حد زیادی علمی تخیلی بود، با این حال مطالعه سیارات فراخورشیدی یکی از وظایف اصلی آن شد. نمی‌دانم چه علم شگفت‌آوری در انتظار ماست با JWST.

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات علمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.