چرا تصاویر دریافتی از تلسکوپ «جیمز وب» برای بشر اهمیت دارد؟

دی‌ماه ۱۴۰۰ بالاخره سرآغاز دوره‌ای جدید از اکتشاف‌های فضایی فرا رسید؛ پروژه‌ای ۲۰ ساله در ناسا که چالش‌های فراوانی را پشت سر گذاشته بود و حتی در سال‌هایی به مرز لغو شدن رسید. این پروژه برخلاف پیش‌بینی‌های اولیه از هزینه ۵۴۰ میلیون دلاری، سرانجام با هزینه بیش از ۱۰ میلیارد دلار برای ناسا، به فضا پرتاب شد و پس از یک ماه با موفقیت در جایی که باید قرار گرفت.

ساختاری برای دیدن آنچه تا کنون نمی‌دیدیم

وقتی امواج نوری، سفری به درازای بیش از ۱۳ میلیارد سال را طی می‌کنند، در طول این سفر به تدریج طول موج آنها بیشتر شده و در نهایت تبدیل به امواج فروسرخ کم‌قدرت می‌شوند. ناسا پروژه ساخت جیمز وب را از همان ابتدا برای ساخت تلسکوپی با توانایی جمع‌آوری این نورها کلید زد؛ آینه‌هایی که در نهایت یک آینه بزرگ به قطر ۶ متر و نیم را تشکیل می‌دهند که آینه اصلی تسلکوپ محسوب می‌شود و سطح آنها چنان صاف و صیقل خورده که اگر بزرگی این آینه به اندازه یک قاره بود، پستی و بلندی در آن حس نمی‌شد. سطح این آینه با طلا پوشانده شده که بهترین بازتاب دهنده امواج فروسرخ (به سمت آینه ثانویه)هستند.

 

از آنجایی که طول موج‌های فروسرخ نوعی امواج گرمایی هستند، برای دریافت آنها دمای این آینه باید کمتر از منفی ۲۲۰ درجه بماند و به همین دلیل یک سپر محافظ خورشیدی با ۵ لایه، آینه تلسکوپ را از گرما و همچنین نور خورشید، زمین و ماه محافظت خواهد کرد. همچنین به علت قرار گرفتن این تلسکوپ در نقطه لاگران ال۲ (L۲) همواره این تلسکوپ پشت به این سه جسم فضایی خواهد داشت. بنابراین همه چیز برای ثبت آنچه تا کنون نمی‌توانستیم ببینیم، فراهم است.

جیمز وب توانایی دیدن کهکشان‌ها و ستاره های اولیه که فقط صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) تشکیل شده‌اند را دارد. همچنین این تلسکوپ به یک طیف‌سنج نیز مجهز شده است که می‌توان با کمک آن ساختار شیمیایی این کهکشان و ستاره‌ها را دیدشیوه جمع‌آوری نور در تلسکوپ جیمزوب

برای دیدن یک جسم، باید نور از آن جسم به چشم انسان برسد؛ آن جسم یا خودش منبع نور است مانند خورشید و ستارگان و … یا نور را بازتاب می‌دهد. بنابراین با توجه به زمانی که طول می‌کشد تا نور از جسم به چشم انسان برسد ما همواره در حال دیدن گذشته، حتی به قدمت چند نانو ثانیه هستیم و هرچه فاصله اجسام با ما بیشتر شود، این قدمت زمانی افزایش خواهد یافت.

برای نور هشت دقیقه طول می‌کشد تا از خورشید به زمین برسد بنابراین ما همیشه در حال نظاره خورشید، هشت دقیقه قبل هستیم. جیمز وب توانایی دیدن کهکشان‌ها و ستاره های اولیه که فقط صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) تشکیل شده‌اند را دارد. همچنین این تلسکوپ به یک طیف‌سنج نیز مجهز شده است که می‌توان با کمک آن ساختار شیمیایی این کهکشان و ستاره‌ها را دید. اهمیت این موضوع آنجاست که می‌توان شیوه تشکیل و تکامل عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم (دو عنصر اولیه سازنده جهان در انفجار بزرگ) را ردیابی کرد.

تا کنون تصور می‌شد که ستاره‌ها و کهکشان‌های اولیه هیدروژنی بوده و ابرنواخترها و سایر انفجارهای کیهانی به تدریج عناصر سنگین‌تر را شکل داده‌اند اما آنچه تلسکوپ هابل توانسته به آن دست یابد وجود عناصر سنگین‌تر تقریبا مشابه عناصر خورشید در مرکز این کهکشان‌هاست؛ بنابراین اتفاقی در تشکیل این کهکشان‌ها وجود دارد که ما هنوز از آنها بی‌خبریم و جیمزوب آن را برای ما آشکار خواهد کرد.

دیدن منشا و ماهیت ماده تاریک، سناریو و منشا ساخته‌شدن سیاه چاله‌ها، چگونگی تشکیل ستاره‌ها و کهکشان‌ها در جهان جوان چند صد میلیون ساله و هزاران پرسش دیگر را احتمالا جیمز وب در طول ماموریت خود خواهد توانست ما را به پاسخ آن برساند.

 

به دنبال سیاره‌های فراخورشیدی و امکان حیات در آن

وجود حیات در سیارات بیگانه (به اصطلاح حیات فرازمینی) همواره از بزرگترین پرسش‌های بی‌پاسخ بشر بوده که شاید روزی جیمزوب بتواند به آن پاسخ دهد.

نور هر ستاره از طیف‌های رنگی خاص تشکیل شده است؛ پس از عبور نور از جو سیاره، عناصر موجود در جو برخی از این طیف‌های نوری را جذب می‌کنند و باقی طیف بدون تغییر از آن عبور می‌کند؛ طیف‌سنج نصب‌شده روی جیمز وب، این امکان را در اختیار اخترشناسان قرار می‌دهد تا با بررسی نور عبور کرده از جو سیاره و مقایسه آن با نور ستاره‌ای که آن سیاره به دور آن می‌گردد، عناصر موجود در جو آن سیاره را با دقت بالایی شناسایی کند.

جیمزوب در مرحله نخستِ جمع‌آوری داده‌های خود، به سراغ سیاراتی خواهد رفت که در کمربند حیات به دور ستاره خود می‌گردند یعنی جایی که نه از گرمای ستاره خود بسوزند نه از سرما تبدیل به یک سیاره یخی شوند. وجود آب، اکسیژن، نیتروژن و … و نسبت ترکیب آنها، نشانه‌های احتمالی از امکان وجود حیات در سیارات فرازمینی خواهد بود. همچنین شاید عناصر جدیدی که روی زمین وجود ندارند نیز در این سیارات کشف شوند. آیا جیمزوب خواهد توانست به این پرسش بشر پاسخ دهد؟

 

تا امروز بیش از ۵ هزار سیاره سنگی که در کمربند حیات سیاره خود قرار دارند با کمک تلسکوپ هابل و سایر ابزارها شناسایی شده‌اند. با اطلاعاتی که جیمزوب به ما خواهد داد و سیارات دیگری که به این ۵ هزار سیاره خواهد افزود شاید بتوانیم خانه‌ای دیگر برای سکونت در پهنه‌ای دیگر از جهان برای خود بیابیم.در جست‌وجوی خانه‌ای دیگر در دور دست‌ها

اهمیت امکان وجود حیات در سیارات دیگر، فقط محدود به وجود حیات فرازمینی نمی‌شود؛ روزی که امروز شاید دور به نظر برسد، زمین دیگر میزبانی برای حیات نخواهد بود و گونه بشر برای آنکه به سرنوشت بسیاری از گونه‌های دیگر دچار نشود، نیاز به خانه‌ای جدید خواهد داشت.

تا امروز بیش از ۵ هزار سیاره سنگی که در کمربند حیات سیاره خود قرار دارند با کمک تلسکوپ هابل و سایر ابزارها شناسایی شده‌اند. با اطلاعاتی که جیمزوب به ما خواهد داد و سیارات دیگری که به این ۵ هزار سیاره خواهد افزود شاید بتوانیم خانه‌ای دیگر برای سکونت در پهنه‌ای دیگر از جهان برای خود بیابیم.

البته اهمیت جمیزوب به موارد اشاره شده خلاصه نمی‌شود؛ هزاران اخترشناس امیدوارند در سال‌های فعالیت این تلسکوپ بتوانند پاسخ بسیاری از پرسش‌های خود را دریافت کنند؛ پرسش‌هایی که پاسخ به آنها به علت نداشتن داده‌های کافی، اکنون به حدس و گمان‌ها خلاصه شده و جواب قطعی آنها، ابهام‌های زیادی را در مورد جهان پیرامون ما، شیوه تشکیل آن و آنچه در آینده اتفاق خواهد افتاد، برطرف خواهد کرد.

* عکاس نجومی