به گزارش خبرنما، در حالی که نگاه به عظمت داده‌های تصاویر اولیه‌ی جیمز وب اشک برخی از دانشمندان ناسا را درآورده است، مقامات این آژانس جزئیاتی را از چیزی که در نخستین انتشار عکس‌های رنگی جیمز وب در ۱۲ جولای (۲۱ تیر) شاهد خواهیم بود، ارائه کرده‌اند.

تنها چند روز آینده، دانشمندان عکسی بی‌سابقه از کیهان را منتشر می‌کنند که بیش از همیشه به اعماق کیهان می‌رود و برخی از قدیمی‌ترین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را آشکار می‌سازد. مقامات ناسا در نشستی خبری تأیید کردند که چنین تصویری یکی از ۱۰ تا ۲۰ عکس رصدخانه‌ی قدرتمند آسمان، «تلسکوپ فضایی جیمز وب» (James Webb Space Telescope) است که ۱۲ جولای (۲۱ تیر) منتشر می‌شود.

به گفته‌ی آن‌ها، برای معدود دانشمندانی که نگاهی گذرا به این تصاویر داشته‌اند، عکس‌های جدید (پردازش نشده)، الهام‌بخش تجربیات عمیق وجودی بوده و برخی از آن‌ها را به گریه انداخته است.

«توماس زوربوچن» (Thomas Zurbuchen) معاون اداره‌ی مأموریت‌های علمی ناسا گفت: «این لحظه‌ای احساسی است که می‌بینید طبیعت به‌طور ناگهانی برخی از اسرار خود را فاش می‌کند. این تنها یک تصویر نیست، بلکه یک جهان‌بینی تازه است.»

این تلسکوپ حدود شش ماه پیش در روز کریسمس از زمین برخاست و اکنون در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری به دور خورشید می‌چرخد. «پام ملروی» (Pam Melroy) معاون ناسا و فضانورد سابق، این هفته اشاره کرد که تلسکوپ سوخت کافی برای پشتیبانی از تحقیقات در ۲۰ سال آینده دارد و بنابراین تیم وب انتظار دارد تلسکوپ برای مدتی طولانی فعال بماند.

تصاویر آزمایش تراز تلسکوپ، پیش از این شفافیت و وضوح بی‌نظیر تلسکوپ فروسرخ را نشان داده است. اما تصاویری که به‌زودی منتشر می‌شوند، اولین تصاویر تمام‌رنگی و نشان‌دهنده‌ی قابلیت‌های علمی وب خواهند بود.

این تصاویر و داده‌های علمی مرتبط با آن‌ها طی یک رویداد زنده از ساعت ۱۰:۳۰ صبح منطقه‌ی زمانی شرقی (۱۹:۰۰ به وقت تهران) روز ۱۲ جولای (۲۱ تیر) از مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در مریلند منتشر می‌شوند. این پخش زنده از طریق شبکه‌ی تلویزیونی و وب‌سایت ناسا قابل دسترسی است.

عکس گرفتن با این دستگاه پیچیده‌ی مجهز به چهار ابزار علمی، چیزی شبیه به نشانه گرفتن دوربین گوشی هوشمند به سمت آسمان و فشردن شاتر نیست. بلکه برای تلسکوپ چند هفته طول می‌کشد تا مجموعه‌ای از داده‌ها پردازش و تصویر نهایی ظاهر شوند.

«کلاوس پونتوپیدان» (Klaus Pontoppidan) ستاره‌شناس و دانشمند پروژه‌ی وب در مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی خاطرنشان کرد: «وقتی داده‌ها را به‌دست می‌آورید، چیزی شبیه به یک تصویر رنگی زیبا به نظر نمی‌رسند. واقعا به هیچ چیز شبیه نیستند و تنها زمانی که شما به‌عنوان یک متخصص بدانید باید به‌دنبال چه چیزی باشید، می‌توانید از آن‌ها لذت ببرید.»

مقامات و دانشمندان ناسا همچنین اعلام کردند که در روز انتشار تصاویر رنگی جیمز وب، نخستین مطالعه‌ی جوی این تلسکوپ را از سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی شمسی، در چیزی که به‌عنوان طیف سیاره‌ی فراخورشیدی شناخته می‌شود، ارائه خواهند کرد. داده‌های نوری اطلاعات دقیقی را درباره‌ی نوع مولکول‌هایی که در جو سیاره وجود دارند، در اختیار اخترشناسان قرار می‌دهد.

وب، با همکاری ناسا، آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا، برخی از قدیمی‌ترین و ضعیف‌ترین نورهای جهان را رصد خواهد کرد. این تلسکوپ قدرتمند، دوره‌ای کمتر از ۳۰۰ میلیون سال پس از مه‌بانگ، زمانی که بسیاری از اولین ستارگان و کهکشان‌ها متولد شدند را مطالعه خواهد کرد.

دانشمندان همچنین از آن برای نگاه کردن به جو جهان‌های دیگر استفاده می‌کنند. برای نمونه، کشف آب و متان به‌عنوان مواد اصلی سازنده‌ی حیات، می‌تواند نشانه‌هایی از سکونت‌پذیری یا فعالیت بیولوژیکی در سیاره‌های فراخورشیدی باشد.

ستاره‌شناسان پیش‌بینی می‌کنند که وب، عصر طلایی درک ما از کیهان را آغاز خواهد کرد. این نخستین هدف از تصاویر کیهانی بر این اساس انتخاب شد که تلسکوپ را با پتانسیل کامل خود نشان دهد، در همین خال رصدهای برنامه‌ریزی شده‌ی وب هم همچنان برقرار خواهد بود.

اما هرچند ناسا در مورد اتفاقات دیگری که در راه است، اطلاعات اندکی به‌اشتراک گذاشته است، این مواردی است که تا کنون درباره‌ی نخستین تصاویر علمی وب می‌دانیم.

منظور از ژرف‌ترین عکس تا کنون چیست؟

اگر قرار است عکس وب عمیق‌تر از چیزی باشد که انسان‌ها قبلا دیده‌اند، باید از نقشه‌برداری میدان فراژرف تلسکوپ فضایی هابل که حدود ۲۰ سال پیش گرفته شده بود، پیشی بگیرد. این تصویر وسیع و معروف، نزدیک به ۱۰۰۰۰ کهکشان را در سنین، اندازه‌ها، شکل ها و رنگ‌های مختلف نشان می‌دهد.

در علم نجوم، نگاه کردن به دورتر به معنای مشاهده‌ی گذشته است، زیرا مدتی طول می‌کشد تا نور و دیگر امواج الکترومغناطیس به ما برسد. در تصویر فراژرف هابل، قدیمی‌ترین کهکشان‌های مرئی به ۸۰۰ میلیون سال اول پس از انفجار بزرگ باز می‌گردند. این یک دوره‌ی بسیار ابتدایی نسبت به سن تخمینی جهان یعنی ۱۳.۸ میلیارد سال است.

میدان دید فراژرف هابل
Credit: NASA/ESA/Hubble/STScI

اما وب با استفاده از یک آینه‌ی اصلی بسیار بزرگ‌تر از هابل، با قطر ۶.۵ متر در مقابل آینه‌ی کمی کمتر ۲.۴ متری هابل، و تشخیص نور نامرئی در طول موج‌های فروسرخ برای دیدن دوره‌ای حتی زودتر از این ساخته شده است.

به‌طور خلاصه، گردوغبار و گاز زیاد در فضای میان ما و ژرفای کیهان، چشم‌انداز منابع نوری بسیار دور و ذاتا کم‌نور اوایل جهان را پنهان می‌کند. اما امواج فروسرخ با طول موج بلند، می‌توانند از میان این توده‌ها نفوذ کنند و به ما برسند. به گفته‌ی یکی از دانشمندان وب، این تلسکوپ آن‌قدر حساس است که می‌تواند گرمای یک زنبور عسل را روی ماه تشخیص دهد.

«اریک اسمیت» (Eric Smith) دانشمند برنامه‌ی وب گفت: «هدف اولیه‌ی این مأموریت دیدن اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها بود. نه نخستین نور جهان، بلکه تماشای زمانی که برای نخستین بار چراغ‌ها در جهان روشن می‌شوند.»

طیف سیاره‌ی فراخورشیدی چیست؟

تیم وب قرار است اولین «طیف سیاره‌ی فراخورشیدی» (Exoplanet Spectrum) تلسکوپ را هم ارائه کند. مطالعه‌ای پیرامون نوری که از جو یک سیاره‌ی فراخورشیدی می‌گذرد و نشان می‌دهد که چه مولکولی در آن وجود دارد.

ستاره‌شناسان حدود ۵۰۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدی یافته‌اند، جهان‌هایی که به دور ستارگانی غیر از خورشید می‌چرخند. اما از نظر آماری، باید تعداد آن‌ها به‌طور نمایی بیشتر از این باشد. به گفته‌ی انجمن سیاره‌ای، جهان شاید بیش از ۱۰۰ میلیارد کهکشان داشته باشد که هر کدام صدها میلیارد ستاره دارند. اگر بیشتر ستارگان یک یا چند سیاره در اطراف خود داشته باشند، ممکن است حدود «میلیاردها تریلیون» سیاره‌ی فراخورشیدی وجود داشته باشد.

دانشمندان می‌توانند از وب برای مطالعه‌ی جو سیاره‌ها استفاده کنند. هنگامی که سیارات فراخورشیدی از مقابل ستاره‌ی میزبان خود عبور می‌کنند، نور ستاره توسط آن جو فیلتر می‌شود. مولکول‌های درون اتمسفر، طول موج‌ها یا رنگ‌های خاصی را جذب می‌کنند، بنابراین اخترشناسان با تجزیه‌ی نور ستاره به بخش‌های اصلی آن (طیف رنگین‌کمانی) می‌توانند بخش‌های نوری از دست رفته را تشخیص دهند و ترکیب مولکولی جو سیاره را شناسایی کنند.

لحظه ای احساسی که می‌بینید طبیعت ناگهان برخی از اسرار خود را آشکار می‌کند.

به گفته‌ی دانشمندان دانستن آنچه در جو سیاره‌ی دیگری وجود دارد بسیار مهم است. ترکیب جو زمین در طول عمر آن تغییر کرد، برای نمونه زمانی که حیات در این سیاره به‌وجود آمد، کربن دی‌اکسید و نیتروژن پدیدار شدند. پژوهشگران فکر می‌کنند با مطالعه‌ی اتمسفر، می‌توانند تعیین کنند که آیا سیارات دیگر هم ممکن است برای حیات مناسب باشند یا حتی اکنون میزبان حیات باشند؟

اگرچه محققان مشخص نکرده اند که کدام سیاره‌ی فراخورشیدی را اولین بار مورد مطالعه قرار داده‌اند، اما احتمالا این سیاره مانند زمین سنگی نیست. سیارات فراخورشیدی غول‌پیکر گازی، از نظر ترکیب مشابه مشتری، آسان‌تر قابل تجزیه و تحلیل هستند، بنابراین ستاره‌شناسان احتمالا ابتدا یکی از آن‌ها را هدف قرار داده‌اند.

طرحی گرافیکی از یک سیاره‌ی فراخورشیدی در نزدیکی ستاره‌ای داغ
Credit: ESA, NASA, M. Kornmesser (ESA/Hubble), And STScI

آیا هیچ یک از عکس‌ها از منظومه‌ی شمسی خواهد بود؟

هنوز مشخص نیست که اولین عکس از وب شامل تصاویری از سیارات یا اجرام فضایی همسایه‌ی ما خواهد بود یا خیر. انتظار می‌رود که نخستین تصاویر وب، به‌ویژه به موضوعات علمی که برای دانشمندان الهام‌بخش این مأموریت بوده‌اند، بپردازند: اطلاعاتی در مورد جهان اولیه، تکامل کهکشان‌ها در طول زمان، زندگی و مرگ ستارگان، و ویژگی‌های سیاره‌های فراخورشیدی.

تا ۲۱ تیر، تیم وب ۱۲۰ ساعت مشاهدات انجام داده و داده های علمی پنج روزه را جمع‌آوری خواهد کرد. به گفته‌ی «جاناتان گاردنر» (Jonathan Gardner) معاون دانشمند ارشد پروژه‌ی وب، پنج روز بعد، آن‌ها احتمالا این خروجی را دو برابر خواهند کرد.

اگر در ۲۱ تیر چیزی از منظومه‌ی شمسی‌مان نبینیم، مطمئنا به‌زودی خواهیم دید.

گاردنر گفت: «یک برنامه‌ی علمی انتشار زودهنگام وجود دارد که بر مشتری و قمرها و منظومه‌ی آن تمرکز دارد، بنابراین اگر در ۱۲ جولای تصویری از منظومه‌ی شمسی خود نبینیم، مطمئنا به‌زودی خواهیم دید.»

این برنامه که توسط مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی و کمیته‌ی مشورتی وب توسعه یافته است، بر دریافت بسیاری از داده‌های اولیه توسط دانشمندان تمرکز می‌کند تا بتوانند توانایی‌های تلسکوپ را محک بزنند و پروپوزال‌های تحقیقاتی بهتری بنویسند. این دوره، پنج ماه اول فعالیت رصدخانه را دربر می‌گیرد.

دیگر موضوعات احتمالی نخستین عکس‌های رنگی وب چیست؟

اگرچه مشخص نیست که چه تصاویر فوق‌العاده‌ی دیگری در میان نخستین عکس‌های رنگی ارائه شده خواهند بود، اما دانشمندان تیم وب سرنخ‌هایی را در مورد دستور کار خود بر اساس شیوه‌ی تقسیم زمان رصدخانه برای کارهای علمی ارائه کرده‌اند.

بزرگ‌ترین بخش از زمان فعالیت وب، یعنی حدود یک سوم از برنامه، صرف مطالعه‌ی کهکشان‌ها و گاز و غبار موجود میان آن‌ها می شود.

بقیه‌ی اولویت‌ها عبارتند از:

• ۲۵ درصد سیارات فراخورشیدی و منشأ آن‌ها
• ۲۰ درصد چرخه‌ی زندگی ستاره، با تمرکز بر چگونگی تولد و مرگ آن‌ها
• ۱۰ درصد کهکشان‌هایی با سیاهچاله‌های کلان‌جرم در مرکز، مانند کهکشان راه شیری
• ۵ درصد سیارات و دنباله‌دارهای دیگر در منظومه‌ی شمسی
• ۵ درصد یا بیشتر کیهان‌شناسی و انبساط کیهان

منطقی است که بگوییم بسیاری از عکس‌های منتشر شده، اگر نگوییم همه‌ی آن‌ها، به‌عنوان «اولین‌ها» در نجوم لقب خواهند گرفت. همان‌طور که زوربوچن گفت: «با این تلسکوپ، شکستن رکوردها واقعا کار سختی نیست.»

عکس کاور: تلسکوپ فضایی جیمز وب در آزمایشگاه زمین