تلسکوپ جیمز وب چه رازهایی را آشکار می‌کند؟
تلسکوپ جیمز وب ناسا که قرار است جانشین تلسکوپ فضایی هابل شود، به صورت کامل مونتاژ و آزمایش شده است. این تلسکوپ آزمایشات اولیه خود را تکمیل کرده و به‌زودی برای پرتاب آماده می‌شود.
تلسکوپ جیمز وب توانایی دیدن چه چیزی را دارد که هابل ندید؟
ستاره‌شناسانی مانند کریستین چن از پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب بسیار هیجان‌زده هستند. این ابزار 10 میلیارد دلاری، به اندازه نصف یک هواپیمای 737 و مملو از آینه‌هایی با روکش طلا است.
جیمز وب قرار است در فاصله 1 میلیون مایلی (1,609,343 کیلومتری) از زمین در مدار سیاره ما بچرخد و به مکان‌هایی نگاه بیندازد که بشر تا به حال ندیده است. این تلسکوپ به تولد ستارگان، دورترین کهکشان‌ها و سیارات در کیهان، نگاهی کنجکاوانه خواهد داشت.
تاریخ پرتاپ این تلسکوپ غول‌پیکر 27 آذر سال جاری تعیین شده است. ناسا این ساخته مهم دست بشر را به افتخار جیمز وب، رهبر ناسا در دهه 1960 نامگذاری کرد.
جیمز وب در دهه 1990 به نام تلسکوپ فضایی نسل بعدی نامگذاری شد. این تکنولوژی خارق‌العاده به تلسکوپ فضایی افسانه‌ای هابل، برای ثبت نماهای واضح از کیهان خواهد پیوست.
هابل یک گنجینه علمی است. این تلسکوپ در طول 3 دهه‌ای که در مداری 340 مایلی (550 کیلومتری) بالاتر از زمین می‌چرخد، مناظر بی‌سابقه و درخشانی از کیهان، کهکشان‌ها و سیارات ارائه کرده است. باید اشاره کرد که جیمز وب (JWST) فقط جایگزینی برای هابل پیر نیست. JWST جانشینی با توانایی‌های متفاوت و بسیار پیشرفته است.
جیمز وب به گذشته عمیق‌تر نگاه می‌کند
تلسکوپ‌هایی با آینه‌های بزرگتر می‌توانند نور بیشتری جذب کنند، در نتیجه اجرام کم نورتر را می‌بینند. برای درک بهتر، ذرات نور را به عنوان توپ پینگ‌پنگ و آینه‌های تلسکوپ را یک سطل تصور کنید. آینه هابل حدود 2.50 متر قطر دارد، در حالی که آینه تلسکوپ جیمز وب بسیار بزرگتر است، قطر آن بیش از 6.40 متر است.
ژان کرایتون، منجم و مدیر سیاره مانفرد اولسون در دانشگاه ویسکانسین - میلواکی در این باره توضیح داد: « با این تلسکوپ عظیم ما توپ‌های پینگ‌پنگ بیشتری جمع خواهیم کرد.»
دیدن نور بیشتر برای رصد اولین ستارگان و کهکشان‌هایی که بیش از 13 میلیارد سال پیش در جهان شکل گرفته‌اند، حیاتی است. جهان بی‌وقفه در حال انبساط است، به این معنی که از زمان پیدایش عجیب خود «بیگ بنگ» دائما رشد کرده یا کشیده شده است. در نتیجه، نور این بخش‌های باستانی کیهان، میلیاردها سال نوری با زمین فاصله دارد.
دورترین نور از ستاره‌ها میلیاردها سال پیش به جا مانده است، بنابراین مشاهده این نور مانند نگاه کردن به عمق گذشته است. چن گفت: «ما به گذشته نگاه می‌کنیم و شاهد اتفاقات بی‌سابقه‌ای خواهیم بود.»
کریتون اینگونه ادامه داد: «ما اولین ستاره‌ها و کهکشان‌هایی را که تا به حال شکل گرفته‌اند، خواهیم دید. هابل توانایی این کار را نداشت.»
هابل می‌تواند نور ضعیفی را با قدمت حدود 1 میلیارد سال ببیند. اما تلسکوپ جیمز وب می‌تواند نوری نزدیک به 13.7 میلیارد سال را ببیند. دقیقا زمانی که اولین ستاره‌ها و سیارات شروع به شکل‌گیری کردند.
چون پرده بیفتد نه تو مانی و نه من
هابل تا حد زیادی نوری را می‌بیند که انسان می‌تواند ببیند، این نور به « نور مرئی » معروف است. اما انواع مختلفی از نور وجود دارد که چشم ما قادر به دیدن آنها نیست. جیمز وب توانایی دیدن نور مادون قرمز را دارد که به دانشمندان کمک می‌کند سیارات و ستارگان بیشتری را کشف کنند.
جهان پر از ابرهای غلیظ و دود مانند از غبار و گاز است. جیسون استفن، استادیار فیزیک در دانشگاه نوادا که در مورد سیارات خارج از منظومه شمسی ما (معروف به سیارات فراخورشیدی) تحقیق می‌کند، توضیح داد: «این غبارها، دید ما را مبهم می‌کند.»
نور مادون قرمز می‌تواند از میان ابرهای غبار غلیظ بگذرد. طول موج مادون قرمز بیشتر از نور مرئی است، بنابراین امواج نور به اندازه ذرات کیهان پراکنده و مبهم نمی‌شوند چرا که طول موج‌های بلند، کمتر با ذرات موجود در فضا برخورد می‌کنند.
مقایسه تصویر بالا که توسط هابل گرفته شده، نشان می‌دهد که چگونه نور مادون قرمز از غبار کیهانی عبور می‌کند. این سحابی کارینا است؛ ابری خیره‌کننده از غبار و گاز. نمای مادون قرمز هابل، ستارگان زیادی را که در پشت غبار پنهان شده‌اند، نشان می‌دهد.
پرده را از جلوی چشمان ما بر‌می‌دارد
علاوه بر این، نور مادون قرمز مشاهده کهکشان‌ها و ستارگان بسیار دور را بسیار آسان می‌کند. همانطور که قبلا توضیح داده شد، جهان دائما در حال انبساط است و نوری که در کیهان حرکت می‌کند، نیز کشیده می‌شود. استفن توضیح داد: «اگر به یک کهکشان دور نگاه کنید، نور ساطع شده از آن، کشیده شده و طول موج نور آن بیشتر است.»
این پدیده تا حدودی مشکل‌ساز است. ناسا در مطلبی نوشت: «این مشکل می‌تواند باعث شود اجسام دور در طول موج‌های مرئی، بسیار کم نور یا نامرئی شوند، زیرا این نور به عنوان نور مادون قرمز به ما می‌رسد.» اما تکنولوژی مادون قرمز جیمز وب توانایی مرئی کردن نور نامرئی را دارد.
اَبرزمین‌ها را پیدا می‌کند
اجسام کمی در کیهان وجود دارد که از سیارات فراخورشیدی جذاب‌تر باشد. ابرزمین‌ها سیاراتی شناخته شده هستند که 2 تا 10 برابر اندازه سیاره ما هستند. این سیارات ممکن است دارای محیط های قابل سکونت، صخره‌ای یا حتی آب باشند. تلسکوپ جیمز وب زمان قابل توجهی را صرف مشاهده سیارات فراخورشیدی در سایر منظومه‌های ستاره‌ای خواهد کرد.
پیش از این، ناسا کشف بیش از 4500 سیاره فراخورشیدی را در کیهان تایید کرده است. اما با توانایی این تلسکوپ عظیم، انتظار یافتن سیارات بیشتر و نگاهی دقیق‌تر به سیارات کنونی وجود خواهد داشت.
مهمتر از همه، تلسکوپ جیمز وب فقط وجود سیارات فراخورشیدی را کشف نخواهد کرد. بلکه جو آنها را نیز مورد تحلیل و بررسی قرار خواهد داد. این تلسکوپ ابزاری به نام طیف‌سنج حمل می‌کند که می‌تواند بر اساس نحوه واکنش نور با ذرات، نشان دهد که سیارات از چه ذراتی تشکیل شده‌اند.
در حال حاضر دانشمندان برای 7 سیاره سنگی اهمیت زیادی قائلند. این سیاره ها در فاصله 40 سال نوری زمین قرار دارند و دور ستاره TRAPPIST-1 در حال چرخش هستند. شاید تلسکوپ جیمز وب بتواند سیاره‌ای سنگی را کشف کند که نشانه‌هایی از حیات بالقوه در جو خود داشته باشد.