نجوم و فضامقالات

تلسکوپ فضایی جیمز وب چه چیزی را کشف خواهد کرد؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب نوید آغاز دوره جدیدی از نجوم را می دهد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب پس از سه دهه از زمان طراحی تا طراحی، تاخیرها ، عقب‌نشینی‌ها و تهدید به لغو کامل، از مرکز فضایی کورو در گویان فرانسه با موشک آریان 5 آژانس فضایی اروپا زودتر از 24 دسامبر پرتاب شد.

ایده تلسکوپ فضایی وب، برای اولین بار در سال 1989، قبل از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل، مطرح شد. این تلسکوپ غول پیکر و تاشو به طور رسمی در دهه 2001 پیشنهاد شد که می تواند همه چیز را از منظومه های فراسیاره ای گرفته تا اولین کیهان ها را کاوش کند.

دانشمندان در کنار تلسکوپ جیمز وب
تلسکوپ وب در اتاق تمیز محل پرتاب. ناسا / کریس گان

اما راه رسیدن به فضا آسان نبوده است. این پروژه تقریباً نیمی از بودجه کلی اخترفیزیک ناسا را بین سال‌های 2010 تا 2014 به خود اختصاص داده، با هزینه‌های پیش‌بینی‌شده از یک میلیارد دلار اولیه به قیمت نهایی حدود 11 میلیارد دلار رسید.

کنگره آمریکا در سال 2011 تقریباً پیشنهاد لغو این پروژه را مطرح کرد. در نهایت، ناسا 9.7 میلیارد دلار از این صورت حساب را پرداخت کرد، در حالی که شرکا در آژانس فضایی اروپا 810 میلیون دلار و آژانس فضایی کانادا 160 میلیون دلار پرداخت کردند.

اکنون، این تلسکوپ امیدها و رویاهای ستاره شناسان در سراسر جهان را با خود حمل می کند.

تلسکوپ جیمز وب چه چیزی را نشان می دهد
آینه اصلی وب تا شده و برای محصور کردن موشک آماده است. ناسا

وب به راحتی یکی از پیچیده ترین و پرهزینه ترین تلسکوپ هایی است که تاکنون ساخته شده است. وب به سمت مدار هاله Lissajous در اطراف نقطه لاگرانژ L2 خورشید-زمین که تقریباً 700 هزار مایل فراتر از مدار ماه قرار دارد، – برخلاف هابل – بسیار فراتر از محدوده هر مأموریت تعمیر احتمالی است. برای اولین بار باید تابش هفت لایه خود را به درستی باز و مستقر کند.

آینه اصلی این تلسکوپ، 6.5 متر (21 فوت) عرض، از 18 بخش شش ضلعی بریلیوم با روکش طلا ساخته شده است که در نتیجه تلسکوپی 100 برابر قدرتمندتر از هابل 2.4 متری است. وب همراه با رصدخانه Vera C. Rubin روی زمین و تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس آینده، وعده داده است که مرزهای نجوم مدرن را به جلو ببرد.

محدوده امواجی که تلسکوپ جیمز وب قادر به مشاهده آن است
تلسکوپ های فضایی مختلف نور را در طول موج های مختلف کاوش کرده اند. رصدخانه نیل گرلز سویفت (اشعه ایکس و پرتوهای گاما)، کاوشگر زمان بندی اشعه ایکس روسی (اشعه ایکس با انرژی پایین)، تلسکوپ فضایی هابل (نزدیک مادون قرمز تا فرابنفش نزدیک)، تلسکوپ فضایی جیمز وب (مادون قرمز)، کاوشگر ناهمسان گردی مایکروویو Wilkinson (مایکروویو)، و آرایه بسیار بزرگ (رادیو). ناسا

 

رصدخانه مادون قرمز اغلب به عنوان جانشین هابل معرفی می شود، اما در حالی که هابل نور مرئی و فوتون های فرابنفش را مشاهده می کند، وب در طول موج های مادون قرمز نزدیک (0.6 تا 28.3 میکرون) تخصص خواهد داشت. در حالی که برخی از طول موج های مادون قرمز از زمین قابل دسترسی هستند، شما واقعاً باید به فضا بروید تا بیشتر آسمان مادون قرمز را ببینید. در حالی که ماموریت هایی مانند تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا و رصدخانه فضایی هرشل آژانس فضایی اروپا منظره ای وسوسه انگیز از جهان فروسرخ را به ما ارائه کرده اند، وب درهای این حوزه از نجوم را کاملا باز خواهد کرد.

هایدی همل (NASA/GSFC) می‌گوید: «وب برای تحقیقات نجومی دگرگون‌کننده خواهد بود، درست مانند هابل». قابلیت های مادون قرمز وب مرز جدیدی را برای تصویربرداری و طیف سنجی باز خواهد کرد.

ماموریت های اولیه

ماموریت اولیه 10 ساله وب به چهار حوزه علمی کلیدی می پردازد:

  • سیر تکامل شکل گیری کهکشان ها را دنبال می کند
  • بررسی تشکیل ستاره و منظومه سیاره ای
  • منظومه های فراسیاره ای را مشخص می کند و به دنبال نشانه های احتمالی حیات است.
  • برخی از اولین ستارگانی که پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند را مشاهده می کند.
جدول زمانی کیهان
وب می‌تواند بیشتر از هابل یا چاندرا، دو رصدخانه بزرگ ناسا، به گذشته نگاه کند. ناسا

 

ماریو لیویو (دانشگاه نوادا، لاس‌وگاس)، که سال‌ها به عنوان بخشی از تیم هابل کار می‌کرد، می‌گوید: «مشاهداتی که من بیشتر از همه درباره‌اش هیجان‌ زده هستم، مشاهدات سیارات فراخورشیدی هستند. “به خصوص سیارات فراخورشیدی که در حال عبور از ستاره میزبان خود در منطقه قابل سکونت هستند. امید من این است که [وب] بتواند جو برخی از آن سیارات را مشخص کند.”

دانشجوی فارغ التحصیل لیزا دانگ (دانشگاه مک گیل) نیز از فرصت هایی برای یادگیری در مورد سیارات فراخورشیدی و جو آنها هیجان زده است. “من خیلی کنجکاو هستم که بدانم این مشاهدات بسیار بهتر خواهند بود و ما چقدر یاد خواهیم گرفت – همه ما می دانیم که این رصدخانه عالی خواهد بود، اما چقدر عالی – ما هنوز نمی دانیم!”

وب طیف اتمسفر سیارات فراخورشیدی را می گیرد و دانشمندان را قادر می سازد تا به دنبال نکاتی از بخار آب، دی اکسید کربن و متان در جهان های دور باشند. وب همچنین ممکن است ماهیت سیارات در اندازه بین زمین و نپتون را روشن کند که اگرچه در منظومه شمسی وجود ندارند نیمی از سیارات فراخورشیدی شناخته شده را تشکیل می دهند. وب حتی شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها را با نگاه کردن به سحابی‌های پوشیده از غبار و گاز می‌گیرد.

در مورد کیهان‌شناسی، JWST می‌تواند طول موج‌های قرمزتر را نسبت به رصدخانه‌های بزرگ قبل از خود تشخیص دهد و در نتیجه به عقب‌تر در فضا و زمان نگاه کند. به عنوان مثال، پروژه پیشنهادی COSMOS-Webb، با بررسی همان تکه‌ای از آسمان که میدان‌های عمیق هابل معروف بود، قصد دارد 400000 تا 1 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، زمانی که اولین ستاره‌ها شروع به درخشش می‌کردند، جهان را کاوش کند.

شبیه سازی تصویر توسط دوربین nircam در تلسکوپ جیمز وب
یک رصد اختروش شبیه سازی شده با NIRCAM. ناسا / ESA / CSA / J. Olmsted / STScI

ابزار هایی که توسط تلسکوپ جیمز وب حمل می شود

  • طیف‌نگار فروسرخ نزدیک (NIRSpec): طراحی‌شده توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) با مشارکت ناسا، NIRSpec اخترشناسان را قادر می‌سازد تا نور اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را ببینند.
  • دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam): NIRCam دارای یک تاج‌نگار داخلی است که آن را قادر می‌سازد تا نور ستاره‌های میزبان را برای تصویربرداری از سیاره‌های فراخورشیدی نزدیک مسدود کند. همچنین از اولین ستاره ها و کهکشان ها و همچنین ستاره های جوان در کهکشان راه شیری تصویربرداری خواهد کرد.
  • ابزار مادون قرمز میانی (MIRI): مشابه NIRCam، MIRI در طول موج‌های مادون قرمز بلندتر و متوسط ​​کار می‌کند.
  • طیف‌نگار بدون شکاف تصویرگر مادون قرمز نزدیک (NIRISS): NIRISS که توسط آژانس فضایی کانادا ساخته شده است، طول موج‌های 0.8 تا 5.0 میکرون را مشاهده می‌کند و طیف‌سنجی بدون شکاف میدان وسیع را همراه با تداخل سنجی پوشش دیافراگم انجام می‌دهد.

لیویو می گوید: «این یک ماموریت بسیار پیچیده است که تعداد زیادی از مردم برای چندین دهه بر روی آن بسیار سخت کار کرده اند. “فقط می توانم امیدوار باشم که پرتاب و تلسکوپ همان طور که انتظار می رود کار کنند. این احساس تا حدودی شبیه به احساسی است که هنگام تولد فرزندانم داشتم.”

جدول زمانی پس از راه اندازی

جدول زمانی استقرار تلسکوپ جیمز وب
جدول زمانی JWST، از راه اندازی تا L2. ناسا

 

برخی از ستاره شناسان قبلاً پیشنهادهای رصدی را تأیید کرده اند، اما قبل از شروع رصدهای علمی، وب باید به مدار نهایی خود برسد، آفتابگیر آن باید باز شود و ابزارها باید آنلاین شوند و کالیبره شوند. این تلسکوپ کمی بیش از دو هفته پس از پرتاب به مدار نهایی خود خواهد رسید راه اندازی به مدت شش ماه پس از راه اندازی ادامه خواهد داشت. انتظار می رود اولین تصاویر نور از JWST را در اوایل سال 2022 مشاهده کنید.

هامل می گوید: «پرتاب وب مظهر علم واقعی موشک است، و بنابراین من البته عصبی هستم. “برنامه های پشتیبان و برنامه های پشتیبان برای طرح های پشتیبان وجود دارد. ما برای پرواز وب آماده ایم!”

 

منبع
www.skyandtelescope.org

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا