تلسکوپ جیمز وب | اطلاعات کامل+جدید ترین اخبار

تلسکوپ فضایی جیمز وب سرانجام در 25 دسامبر 2021 توسط پرتاب گر آریان 5 به فضا پرتاب شد. تا به سوالات اساسی در مورد نجوم و کیهان شناسی پاسخ دهد.

از امکان حیات در سیارات دیگر گرفته تا مشاهده کهکشان ها و ستاره های اولیه در هستی. در این مقاله در ای نیوز مدیا قصد داریم در مورد اینکه این تلسکوپ جیمز وب چگونه کار می کند و ماموریت ها و اهداف این تلسکوپ و همچنین در مورد اینکه این تلسکوپ چگونه گذشته را نشان میدهد، با شما صحبت کنیم. در واقع همه ما حالا منتظر این هستیم که تلسکوپ جیمز وب چه اطلاعاتی به ما میدهد. اطلاعاتی که شاید با دیدن آن ها شگفت زده شویم.

ساخت و آماده سازی تلسکوپ جیمز وب مدت 25 سال، از سال 1996 تا 2021، طول کشیده است و برای آن حدود 10 میلیارد دلار هزینه شده است.

ماشین زمانی به اسم جیمز وب

ما برای اینکه بدانیم چطور جهان از مه بانگ یا بیگ بنگ به اینجا رسیده نیاز به یک ماشین زمان 10 میلیارد دلاری داریم. ماشین زمانی که بیش از بیست و پنج سال زمان برد و دانشمندان و مهندسان زیادی رو آن کار کردند.

فرض کنید در فاصله 65 میلیون سال نوری دور از زمین جایی داخل خوشه کهکشانی سمبله ایستاده اید و با تلسکوپ قدرتمندی به سمت زمین نگاه کنیم.

آن وقت این توانایی را داریم که به گذشته زمین نگاه کنیم و در زمان سفر کنیم. زمانی که دایناسور ها روی زمین زندگی می کردند. به نظر شما چنین چیزی غیر ممکن است؟

در واقع تلسکوپ فضایی جیمز وب چنین کاری را برای ما قرار است انجام دهد. این تلسکوپ 100 برابر قدرتمند تر از تلسکوپ هابل طراحی و ساخته شده است.

مقصد جیمز وب کجاست؟

نقطه لاگرانژی 2 در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری از زمین، محیط مناسب برای قرارگیری جیمز وب در مدار مشخص خود، تا به این شکل به دور زمین و خورشید گردش کرده و از تمام زوایای ممکن کیهان را رصد کند.

این تلسکوپ 29 روز برای رسیدن به مقصدش در راه خواهد بود. پس از آن هم 6 ماه صرف تنظیمات و راه اندازی آن خواهد شد.

تلسوپ جیمز وب از چه اجزایی ساخته شده:

هیچ کس به طور دقیق نمی داند این تلسکوپ از چه اجزا و مشخصاتی ساخته شده چرا که حاصل یک کار تیمی فوق العاده پیچیده است. اما با این حال ما سعی کردیم اجزایی که اطلاعاتی در مورد آن منتشر شده و به چشم دیده می شوند را برای شما شرح دهیم.

برای رسیدن به مقصد، مکانیزم های متعددی باید به طور دقیق و بدون خطا عملیاتی شده تا مشاهدات جیمز وب آغاز شود. از جمله فرآیند باز شدن عایق های نور و گرمای آن، 5 لایه شگفت انگیز عایق نور و گرما که مساحتی در حدود یک زمین تنیس را ایجاد می کند. تا دمای سمت تلسکوپ به دمای منفی 230 درجه سلسیوس برسد.

آینه های جیمز وب:

این تلسکوپ از 18 آینه 6 ضلعی با قطر 1.3 متر ساخته شده و در مجموع یک آینه 6.5 متری را می سازد. که قدرت آن 100 برابر بیشتر از آینه 2.4 متری تلسکوپ هابل است. آینه این تلسکوپ 2.7 برابر تلسکوپ هابل قطر دارد.

جیمز وب می تواند اجرامی 10 تا 100 برابر کم نور تر از چیزی که هابل رصد می کرد را ثبت کند. تلسکوپ جیمز وب می تواند زمانی را ببیند که فقط 100 تا 250 میلیون سال از انفجار بزرگ گذشته بود.

آن قدر تیزبین است که می تواند جزییات یک سکه را از فاصله 40 کیلو متری یا جزییات یک توپ فوتبال را از فاصله 550 کیلومتری ثبت کند. این تلسکوپ برای رصد در طول موج های فروسرخ طراحی شده است. برخلاف تلسکوپ هابل که در نور مرئی کار می کند.

آینه تلسکوپ جیمز وب پوششی از طلا دارد. که رنگ های آبی را جذب می کند.اما طول موج های قرمز و فرو سرخ را به خوبی بازتاب می دهد. جنس آینه تلسکوپ جیمز وب از برلیوم است. صفحات برلیوم که به خوبی سیقل خوردند و با روکشی از طلا پوشانده شده اند.

چرا شش ضلعی؟

برای فرستادن تلسکوپ به فضا لازم است که آن را جمع کنند. تا داخل فضای حمل بار موشک جای گیرد. به همین منظور باید آینه طوری ساخته شود که قابلیت جمع شدن را داشته باشد. و نمی شود آن را به صورت یک تکه شبیه آینه تلسکوپ های زمینی ساخت.

اما بهترین شکل برای ساخت آینه ها 6 ضلعی بود. چون در این حالت فضایی خالی بین آینه ها به وجود نمی آمد. فرض کنید آینه ها را به صورت دایره ای می ساختند. آن وقت این آینه ها نمی توانستند پوشش کاملی را ایجاد کنند.

آینه هایی مناسب برای امواج فرو سرخ:

جیمز وب یک تلسکوپ معمولی نیست و در محدوده فرو سرخ کار می کند. یعنی بیشترین حساسیت دوربین های آن برای ناحیه فروسرخ تنظیم شده است.
این کار دو علت دارد. اول اینکه تابش فروسرخ می تواند از میان غبار میان ستاره ای عبور کند و مثل نور مرئی پشت غبار به دام نمی افتد.

دوم اینکه به دلایل مختلف طول موج نوری که از دور دست ها به ما می رسد کشیده می شود و به سرخی نزدیک می شود. به همین دلیل بهتر است در طول موج های بلندتر رصد خودمان را انجام بدهیم.

نوری که از آینه اصلی تلسکوپ جمع آوری می شود به سمت حسگر ها و دوربین های پیشرفته آن فرستاده می شود، تا به خوبی تجزیه و تحلیل شود.

دوربین اصلی و طیف نگار تلسکوپ:

دوربین اصلی تلسکوپ جیمز وب neercam ، وظیفه تصویر برداری از کهکشان ها و منظومه ها را دارد. این ابزار به یک کرونا گراف مجهز است.

جیمز وب علاوه بر آینه های طلایی رنگ شگفت انگیز خود 4 ابزار رصدی شاهکار به همراه خود دارد. که توسط سه سازمان فضایی آمریکا، اروپا و کانادا طراحی شده است.

به طور نمونه در قلب تلسکوپ و در پشت آینه ها یک دوربین و طیف نگار مادون قرمز به نام میری وجود دارد. این ابزار نور متصاعد شده از کیهان در بازه نزدیک به فرو سرخ و فروسرخ را دریافت و تحلیل می کند.

این شاهکار مهندسی از 5 آینه و فیلتر های پیشرفته تشکیل شده و دمای این دستگاه برای تحلیل بهتر امواج فروسرخ به حدود منفی 266 درجه سلسیوس خواهد رسید. تا به جست و جو و کشف سیارات گردان به دور ستاره هایی دور تر از خورشید ما مشغول شود.

سیاراتی که تعدادی از آن ها  دارای  احتمال بالایی از وجود حیات در درون خود خواهند بود. شگفت انگیز و رویایی مانند تمام مراحل جیمز وب.

رصد سیارات توسط ابزار میری:

در ادامه به اهداف این تلسکوپ در عرصه کیهان اشاره می کنیم اما یکی از این اهداف کشف و رصد سیارات خورشیدی است که خیلی برای ما حائز اهمیت است.

برای این کشف و رصد تلسکوپ جیمز وب از یکی از 4 ابزار قدرتمند خود به اسم ابزار میری استفاده می کند. این ابزار برای کشف و رصد سیارات فراخورشیدی از دو روش جداگانه استفاده می کند.

روش اول:

روش اول با نام فیز مسک کورنوگرافی با ایجاد یک ماسک بر روی ستاره مورد مشاهده، یک خورشید گرفتگی مصنوعی بر روی آن ایجاد می کند. و با سایه گذاشتن بر روی نور ستاره می تواند سیارات کم نورتر را در حوالی ستاره مورد نظر مشخص کند.

این تکنیک امکان کشف و شناسایی تعداد زیادی از سیارات فراخورشیدی را، در نقاط دور از زمین در اختیار ما قرار می دهد. برای درک بهتر این روش به مثال زیر دقت کنید.

وقتی به سمت یک منبع نور شدید مثل نور خورشید و یا یک پروژکتور نگاه می کنید چیزی از اطراف آن منبع را نمی توانیم ببینیم. اما وقتی دست خودمان را بالا می گیریم و جلو منبع قرار می دهیم می توانیم کمی بهتر اطراف آن منبع را مشاهده کنیم.

کورنو گراف هم دقیقا اینکار را انجام می دهد. و وقتی تلسکوپ به یک منبع نوری شدید نگاه می کند با پوشاندن آن بخش سعی می کند از اطراف آن اطلاعات بیشتری بگیرد.

این کار می تواند به تصویر برداری مستقیم از منظومه ها و سیارات فراخورشیدی کمک کند اما نمی تواند در مورد ویژگی آن سیارات به ما چیزی بگوید.

برای اینکار یک طیف سنج پیشرفته روی تلسکوپ وجود دارد این ابزار با تحلیل نور رسیده از اجرام آسمانی می تواند جرم، دما و ترکیبات شیمیایی آن ها را شناسایی کند.

البته به دست آوردن چنین اطلاعاتی از اجرام دور دست نیاز به سال های نور دهی تلسکوپ دارد. یعنی شاید لازم باشد ده ها سال تلسکوپ به یک نقطه نگاه کند. تا به اندازه کافی نور از آن جسم، جمع شود.

اما این مقدار زمان خیلی زیاد است و برای همین، ابزار های تلسکوپ به صورتی تنظیم شده اند تا صد ها جرم را به صورت همزمان طیف سنجی کنند.

روش دوم:

روش دوم تکنیک گذر سیاره ای است. با استفاده از این روش ابزار میری نور متصاعد شده از ستاره را اندازه می گیرد و هنگام گذر یک سیاره از مقابل ستاره، متوجه کم شدن جزیی نور ستاره خواهد شد. و حضور یک سیاره و گذر آن را در مدار مربوط به ستاره میزبانش مشخص می کند.

سایه بان و سیستم خنک کننده:

همانطور که اشاره کردیم تلسکوپ جیمز وب قابلیت رصد در طول موج های فروسرخ را دارد. اما برای رصد در طول موج های فروسرخ، تلسکوپ فضایی جیمز وب در دمای پایینی، سرد تر از 50 کلوین یا منفی 223 درجه سانتی گراد، کار می کند.

برای خنک نگه داشتن جیمز وب این تلسکوپ به سایه بانی خورشیدی به مساحت یک زمین تنیس و یک خنک کننده پیشرفته مجهز است.

اما این ابزار ها نیاز دارند که در دمای خیلی پایین کار کنند. نوری که از سمت خورشید، زمین و ماه به تلسکوپ می خورد می تواند دمای آن را افزایش بدهد و باعث اختلال در عملکرد تلسکوپ شود.

برای همین علاوه بر سیستم خنک کننده داخلی تلسکوپ پنج سپر محافظ در قسمت زیرین قرار داده شده اند تا این تابش ها در کار تلسکوپ، اختلالی ایجاد نکنند.

گسترده شدن سایه بان تلسکوپ جیمز وب پیچیده ترین عملیات آغاز ماموریت آن است. برای باز شدن این سایه بان 70 لولا، 400 قرقره، 90 کابل نگه دارنده به طول مجموع 400 متر، 8 موتور و همچنین تعدادی چرخ دنده و یاتاقان تعبیه شده و 140 ساز و کار هنگام باز شدن آن باید طی شود.

دو هفته نخست ماموریت تلسکوپ جیمز وب صرف گسترده شدن اجزایش، مانند سایه بان خورشیدی و آینه ها می شود. که برای جا گرفتن در محفظه پرتاب به صورت جمع شونده طراحی شده اند.

144 رخداد خرابی مختلف در هنگام باز شدن اجزای تلسکوپ جیمز وب احتمال وقوع دارند که هر کدام پیش بیاید، ماموریت این تلسکوپ شکست می خورد.

چرا تلسکوپ جیمز وب برای امواج فروسرخ ساخته شده است؟

یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌هایی که تلسکوپ جیمز وب دارد این است که ساخته شده تا از امواج فروسرخ برای رصد ستاره‌ها و کهکشان‌ها استفاده کند.

هر جسمی که گرم باشد از خودش امواج فروسرخ منتشر می‌کند. هرچه قدر گرمتر باشد با شدت بیشتری این کار را انجام می دهد. اما اجرامی که در فضا هستند، همه نوع امواج الکترومغناطیس می‌توانند از خود منتشر کنند،  فروسرخ، مریی، فرابنفش و بقیه‌ی امواج.

تلسکوپ هابل وقتی که روی یک نقطه تمرکز می‌کند، امواج مریی و فرابنفش رو دریافت می‌کند، اما تلسکوپ وب امواج فروسرخ رو دریافت می‌کند و با بقیه امواج کاری ندارد.

اما چرا این تلسکوپ را برای دریافت صرفا امواج فروسرخ ساخته و طراحی کرده اند؟ مگر امواج فروسرخ چه ویژگی‌هایی دارند؟ دلایل زیر را برای رسیدن به پاسخ این سوال بررسی می کنیم

سحابی ها

سحابی‌ها ابرهای بسیار بزرگی از گاز و گرد و غبار هستند که داخل آن ها این گازها بر اثر جاذبه به هم فشرده می شوند و ستاره‌های جدیدی را تشکیل می دهند. پس هرچه بهتر بتوانیم درون این سحابی‌ها رو ببینیم، می توانیم به اطلاعات بیشتری از مراحل تولد ستاره ها دست پیدا کنیم.

اما مساله اینجاست که هابل نمی‌تواند به خوبی درون این سحابی‌ها را مشاهده کند! دلیلش این است که از نور مریی و فرابنفش استفاده می‌کند. و این نور مرئی و فرابنفش وقتی که از فضای پر از گرد و غبار سحابی عبور می کند، مقدار زیادی از آن از بین می رود. برای همین تلسکوپ جیمز وب از امواج فروسرخ استفاده می‌کند.

همان طور که گفتیم طول موج امواج فروسرخ بلند تر از امواج مرئی و فرابنفش است. این طول موج بلندتر، کمتر به موانعی که در مسیرش قرار دارد، برخورد می کند.

پس با این روش ما می‌توانیم درون سحابی‌ها را خیلی بهتر ببینیم. مراحل تولد ستاره‌ها را دقیق‌تر دنبال کنیم.

انبساط جهان

دلیل دوم به موضوع انبساط جهان مربوط می شود. و اوایلی که تازه جهان به وجود آمده بوده، چه اتفاقاتی رخ داده است.

تلسکوپ هابل، تصویر معروف دارد به نام میدان خیلی عمیق (Hubble eXtreme Deep Field = HXDF)

این تصویر  نتیجه‌ی چندین سال کار کردن این تلسکوپ بر روی یک نقطه‌ی خیلی کوچک از فضاست. با زوم کردن روی این نقطه، هابل توانست از تعداد زیادی کهکشان عکس بگیرد که میلیاردها سال نوری از ما فاصله داشتند.

این کهکشان‌ها قدیمی‌ترین کهکشان‌هایی هستند که تاکنون توانسته ایم مشاهده کنیم. و در واقع به دورانی که جهان تازه شکل گرفته بود، مربوط می شود.

به خاطر انبساط جهان، این کهکشان‌های اولیه دائما در حال دور شدن از ما هستند. به این دور شدن کهکشان ها رد شیفت(Red Shift) می گوییم. در ادامه توضیح میدهیم که رد شیفت چیست. تمام این نقطه‌های کوچکی که در این عکس می‌بینید هر کدامشان یک کهکشان کامل که چند میلیون یا چند میلیارد ستاره دارند، هستند!

این تصویر به اندازه‌ی خودش فوق‌العاده بود، اما مساله این است که ما می‌خواستیم بدانیم وقتی که از این جلوتر برویم چه اتفاقی می افتد؟ آنجا قرار است چه چیزی ببینیم؟

رد شیفت (Red Shift) چیست؟

ردشیفت یا انتقال به سرخ (Red Shift)، به دور شدن ستاره ها و کهکشان ها بخاطر انبساط جهان گفته می شود.ستاره‌ها و کهکشان‌هایی که از ما دور می شوند، نوری هم که از خودشان منتشر می‌کنند اصطلاحا کِش می آید.

یعنی طول موجش به سمت طول موج‌های بلندتر، یعنی به سمت طول موج نور قرمز می رود.

مشکلی که ایجاد می شود این است که کهکشان‌هایی که خیلی از ما دورند، نورشان خیلی دچار ردشیفت می شود، آن قدر طول موجش بلند می شود که دیگر وارد محدوده‌ی امواج فروسرخ می شود.

و دیگر با هابل نمی توانیم آن ها را مشاهده کنیم و خارج از توانایی هابل قرار می گیرد. اینجاست که تلسکوپ جیمز وب به کمک ما می آید.

حالا که ما ابزاری داریم که می تواند امواج فروسرخ را با دقت بسیار بالایی رصد کند، می توانیم خیلی بیشتر پیش برویم و از اولین ستاره‌ها و کهکشان‌هایی که بعد از بیگ‌بنگ تشکیل شده اند، عکس‌برداری کنیم. می توانیم مراحل تشکیل کهکشان‌ها و تولد ستاره‌ها رو بهتر ببینیم.

سیاره هایی که به دور ستاره های دیگر می چرخند

دلیل سومی که تلسکوپ وب از امواج فروسرخ استفاده می‌کند به سیاره‌هایی که دور ستاره‌های دیگه می‌چرخند مربوط می شود.

ما برای اینکه بفهمیم بر روی سطح این سیاره‌ها چه موادی وجود دارد، از روشی به نام طیف‌ سنجی جذبی، استفاده می‌کنیم.

در این روش، نوری که از این سیاره‌ها دریافت می‌کنیم، را مورد تجزیه تحلیل قرار می دهیم. تا بفهمیم چه مولکول‌هایی روی سطحشان وجود دارد.

امواج فروسرخ نسبت به نور مرئی و فرابنفش، بهتر می‌توند این کار را انجام دهد. پس با وجود تلسکوپ وب، شناخت ما از سیاره‌های خارج از منظومه‌ی شمسی هم بسیار بیشتر می شود.

و این مورد از نظر جست و جوی فرازمینی ها هم اهمیت ویژه ای پیدا می کند.

نحوه استقرار تلسکوپ جیمز وب به وسیله ماکت آن:

شرکت لگو دست به ساخت لگویی از تلسکوپ‌ فضایی جیمز وب زده و نحوه استقرار این تلسکوپ را با استفاده از لگو توضیح داده است.

ایده ساخت لگوی آن در وبسایت Lego Ideas توسط کاربری به نام tonysmyuncle به ثبت رسید و به ۱۰ هزار حامی برای رسیدن به بررسی تخصصی نیاز داشت. آمار حامیان آن از ۱۰ هزار نفر نیز عبور کرد.

در ویدئو زیر شما می توانید نحوه استقرار این تلسکوپ را مشاهده کنید.

چرا تلسکوپ فضایی جیمز وب دوربین های مانیتورینگ ندارد؟

چرا وب در سفر خود برای کنترل تلسکوپ و مراحل باز شدن آن دوربین ندارد؟ به نظر بی‌معنی می‌آید، اما چیزهای بیشتری نسبت به دید یک لنز وجود دارد. در ارتباط با پاسخ به این پرسش 4 دلیل زیر بررسی شده و دلایل این اتفاق را از زبان طراحان تلسکوپ جیمز وب می شنویم.

۱- نور

آینه های روکش طلای ما در زمین چشم‌نواز بودند، اما سمت آینه وب در فضا تاریک است و به نور اضافی نیاز است. در همین حال، سمت دیگر وب که رو به خورشید است، آنقدر براق است که دوربین‌های آن‌جا دچار مشکل درخشندگی و کنتراست می‌شوند. اگرچه دوربین‌های فروسرخ یا تصویربرداری حرارتی در سمت سرد می‌توانند نیاز به نور را از بین ببرند، اما معایب کابل‌کشی را دارند.

۲- برق

ما باید کابل‌ها و برق را به دوربین‌های وب متصل کنیم و تعادل برق در سمت سرد وب بسیار حساس است. کابل‌های بیشتر خطر انتقال گرما و لرزش از طریق سیم‌ها را افزایش می‌دهند که می‌تواند بر کیفیت تصویر رصدخانه تأثیر بگذارد.

۳- دما

دوربینی که در دماهای برودتی در سمت سرد محافظ خورشیدی کار می ‎کند، باید به طور ویژه‌ای طراحی شود. برای این کار یا باید دوربین‌های معمولی کپسوله یا عایق شوند تا در سرمای شدید کار کنند، یا اینکه دوربین‌های سازگار با برودت با کاربرد خاص را فقط برای نظارت بر باز شدن توسعه دهند. در آزمایش‌ های زمینی مشخص شد این دوربین‌ها اطلاعات چندانی ارائه نمی‌دهند. در چنین شرایطی پلاستیک ‎ها از هم می ‎پاشند، منقبض می ‎شوند و ترک می خورند و چسب‎ ها به هم نمی‎چسبند.

۴- پیچیدگی

وب بزرگ است و پیکربندی‌اش در طول باز شدن تلسکوپ تغییر می‎ کند. دوربین‎ ها را کجا می‎گذارید؟ چند تا؟ میدان دید بسته،  پیچیدگی را بیشتر می ‎کند. میدان دید وسیع و عریض اطلاعات دقیقی ارائه نخواهند داد.

بنابراین چگونه متوجه می‌شویم که باز شدن وب موفقیت آمیز بوده‌ است؟ این فضاپیما دارای حسگرهای مکانیکی، حرارتی و الکتریکی است که اندازه ‎گیری از دور را برای تیم ‎های زمینی ما فراهم می ‎کند. همچنین مرکز کنترل ماموریت در موسسه SpaceTelescope یک ابزار تصویرسازی ویژه برای بررسی وضعیت تلسکوپ دارد.

تلسکوپ جیمز وب پرتاب شد حالا چه می شود؟

برخی تصور می کنند که به زودی جیمز وب شروع به کار کرده و تصاویر شگفت انگیزی از کیهان به ما می دهد. خیر اینطور نیست!

تلسکوپ جیمز وب باید 29 روز وحشت را پشت سر بگذارد و همان طور که گفته شد در این این سفر باید به فاصله 1.5 میلیون کیلومتری زمین رفته و در نقطه لاگرانژی 2 از گرانش زمین و خورشید قرار گیرد.

نقاطی از فضا که در آن ها جاذبه میان زمین و خورشید با یکدیگر تقابل کرده و به صفر می رسد. لاگرانژی 2 یکی از این نقاط است. و در 4 برابر فاصله زمین تا ماه قرار دارد.

همان طور که گفته شد در حین 29 روز تلسکوپ جیمز وب باید 144 مکانیزم را جهت رسیدن به مدار خود به طور صحیح انجام دهد که در غیر این صورت پروژه 10 میلیارد دلاری شکست می خورد.

حال پس از این 29 روز و قرار گرفتن جیمز وب در مدار خود، آیا کار تمام شده است؟ هنوز هم به 6 ماه زمان جهت آماده سازی تلسکوپ برای آغار کارش نیاز است.

مدار چرخشی تلسکوپ:

مدار چرخشی تلسکوپ جیمز وب برخلاف تلسکوپ هابل که در فاصله 500 متری به دور زمین می چرخد، حول مرکزیت خورشید است. اما در فاصله نزدیک تر به زمین قرار دارد.

مزیت این مدار چرخشی نسبت به مدار چرخشی هابل این است که تلسکوپ از بسیاری اختلال های موجود در مدار زمین به دور است و محدودیت های کمتری نسبت به ان دارد.

اهداف تلسکوپ جیمز وب چیست؟

از اهداف مهم این تلسکوپ نگاه به چند صد میلیون سال پس از بیگ بنگ است. که تقریبا آغاز تاریخچه کیهان و آغاز حرکت اولین فوتون ها و شکل گیری کهکشان هاست.

هدف مهم دیگر جیمز وب رصد، کشف و بررسی سیارات فراخورشیدی است که از طریق نور بازتاب شده از آنها امکان و قابلیت میزبانی حیات در آن ها مشخص می شود.

5 انقلاب علمی توسط تلسکوپ جیمز وب:

پس از سال ها توسعه، وب اکنون به فضا پرتاب شده است. اگر این تلسکوپ با موفقیت در مدارش مستقر شود، احتمال دارد 5 انقلاب علمی در راه باشد.

1- ستارگان اولیه

ما هنوز اولین ستاره هایی که پس از بیگ بنگ به وجود آمده اند را ندیده ایم. تلسکوپ می تواند به درک این دوران از کیهان کمک کند.

2- نحوه تشکیل سیاهچاله ها

جیمز وب باید اختروش ها را با کهکشان های میزبان انطباق دهد و از رشد سیاهچاله در دوران جوانی کیهان، پرده بردارد.

3- چرخه حیات ستاره ای

این تلسکوپ با مطالعه غبار میان ستاره ای، کشف خواهد کرد که ابرنواختر ها و ستارگان عظیم و قدیمی چگونه در کیهان پخش شده اند.

4- نحوه شکل گیری منظومه های سیاره ای

دیسک های پیش سیاره ای در واقع آزمایشگاه های طبیعی برای تشکیل سیاره هستند. تلسکوپ جیمز وب مناطق داخلی آن را رصد خواهد کرد و فراوانی عناصرشان را شناسایی خواهد کرد.

5- اندازه گیری مستقیم جو سیارات دوردست

کرونوگراف تلسکوپ نور ستارگان را مسدود خواهد کرد و سیارات را در مدارشان شناسایی و بررسی می کند. به این ترتیب شاید مولکول های پیش ماده ی حیات و حتی ردپای زیستی بزودی کشف شود.

تفاوت‌های تلسکوپ جیمز وب و هابل چیست؟

تلسکوپ هابل نمی تواند اولین اجرام نورانی کیهان که 200 میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفتند را رصد کنند. چون هابل فقط توانایی رویت نور مرئی و طول موج هایی از فرابنفش را دارد. اما “جیمز وب” به کاوش تشعشعات فروسرخ میانه می پردازد.

انبساط کیهان موجب شده طول موج نوری که از اجرام دوردست می آید کشیده شود و انتقال به سرخ داده شود. در واقع قابلیت فروسرخ جیمز وب به ما عمق دید بیشتری میدهد و می تواند به 13.5 میلیارد سال قبل کیهان و جهان نخستین نگاه کند.

در ادامه به مهم ترین و بارز ترین تفاوت های بین تلسکوپ جیمز وب و تلسکوپ هابل اشاره می کنیم.

فاصله از زمین

هابل: ۵۷۰ کیلومتر

جیمز وب: ۱.۵ میلیون کیلومتر و قرار گرفتن در نقطه ای به نام لاگرانژ 2

امواج رصدشده

هابل: نور مرئی، فرابنفش، فروسرخ نزدیک (۰.۱-۲.۵ میکرون)

جیمز وب: نور مرئی تا فروسرخ میانه (۰.۶-۲۸.۵ میکرون)

اجرام رصد شده

هابل: کهکشان‌های کودک

جیمز وب: کهکشان‌های نوزاد

وزن

هابل: ۱۲۲۴۶ کیلوگرم

جیمز وب: ۶۵۰۰ کیلوگرم

قطر آینه اصلی

هابل: ۲.۴ متر

جیمز وب: ۶.۵ متر

اندازه

هابل: ۱۳.۲*۴.۲ متر

جیمز وب: ۲۲*۱۲ متر (فقط سایه بان)

اندازه تلسکوپ اصلی

هابل: مشابه اتوبوس مدرسه

جیمز وب: برابر با نیمی از بوئینگ ۷۳۷

دما

هابل: ۲۱ درجه سانتی گراد

جیمز وب: منفی ۲۳۰ درجه سانتی گراد

تلسکوپ جیمز وب چگونه گذشته را نشان میدهد

نور فروسرخ می تواند از میان ابرهای غبار غلیظ بگذرد. طول موج فروسرخ بیشتر از نور مرئی است. بنابراین به اندازه نور مرئی پراکنده و مبهم نمی شود. زیرا طول موج های بلند، کمتر با ذرات موجود در فضا برخورد می کنند. پس تلسکوپی با ویژگی های جیمز وب می تواند دوران کهن کیهان را رصد کند.

همان طور که گفته شد برای عملکرد بهتر تلسکوپ، جیمز وب باید در دمای بسیار پایین کار کند، به همین منظور در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری زمین مستقر خواهد شد. و یک سپر خورشیدی بزرگ دارد تا همیشه دمای آینه های آن خنک باشد و بدون تداخل بتواند نور فروسرخ اجرام کیهانی را دریافت کند.

برای پاسخ بهتر در مورد اینکه تلسکوپ جیمز وب چگونه گذشته را می بیند به این نکته توجه داشته باشید که با توجه به سرعت محدود نور و ابعاد بسیار وسیع فضا، نور ساطع شده از کهکشان‌های نخستین، راه بسیار زیادی را طی می‌کند تا نهایتا به ما برسد.

تلسکوپ جیمز وب به ما امکان می‌دهد تا به گذشته بنگریم، به زمانی که جهان هنوز جوان بود. گرچه این کهکشان‌ها فاصله بسیار زیادی از ما دارند، اما هنگامی که آن‌ها را رصد می‌کنیم، هنوز جوان هستند و نور ساطع شده از آن‌ها به سبب انبساط جهان هستی، به سمت طول موج های سرخ متمایل شده و اصطلاحا Redshift شده‌اند.

به عبارت دیگر، نوری که از کهکشان‌های جوان ساطع شد، نور مرئی یا فرابنفش بوده است؛ اما انبساط جهان باعث افزایش طول موج و انتقال آن به فروسرخ شده است. به همین دلیل است که JWST طول موج های فروسرخ را رصد می‌کند.

با توجه به این نکات حالا راحت تر درک می کنیم که چرا به جیمز وب ماشین زمان گفته می شود؟

پس ما با خیره شدن به ستارگان و کهکشان ها در حال تماشای گذشته آنها هستیم. چون سرعت نور محدود است و رسیدنش از هر نقطه ی دوردست به ما، به صورت آنی صورت نمی گیرد.

پس در نهایت ما یک ماشین زمان کیهانی داریم که عمق دید بیشتری به ما می دهد. این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری چیزهایی به ما نشان می دهد که می تواند علم نجوم و کیهان شناسی را متحول کند.

اخبار جیمز وب:

آخرین اخبار مربوط به تلسکوپ جیمز را در این بخش و از طریق لینک های زیر دنبال کنید.

اولین تصاویر از تلسکوپ جیمز وب

اولین تصاویر از تلسکوپ جیمز وب واقعا شگفت انگیز است. این تصاویر شاید برای امور تحقیقاتی استفاده نشود اما کمک زیادی به تنظیم آینه های اصلی برای تصاویر تحقیقاتی بعدی می کند. جیمز وب که در تاریخ 4 دی ماه 1400 بعد از 30 سال انتظار و وقفه به فضا پرتاب شد، اولین تصویر را برای ما ارسال کرد و این واقعا شگفت انگیز است و در قالب کلمات گنجانده نمی شود.

در لینک زیر شما می توانید این تصویر و اطلاعات لازم از شرح تصویر گرفته شده توسط تلسکوپ جیمز وب را مشاهده و مطالعه کنید.

جمع بندی و اطلاعات بیشتر

تلسکوپ جیمز وب توانایی این را دارد تا نور اولین ستاره ها و کهشان های عالم را شکار کند و به بسیاری از سوالات ما پاسخ بدهد و سوالات جدیدی را برای ما به وجود بیاورد.

همچنین با دقت در نور عبوری از اتمسفر سیارات و طیف سنجی آنها ما اطلاعات زیادی شامل دمای آن سیاره و مواد تشکیل دهنده جو سیاره مورد رصد در اختیار خواهیم داشت.

و حتی می توانیم به تحلیل ابرهای آن بپردازیم. و چه شگفت انگیز خواهد بود چنانچه مولکول هایی از آثار نوعی حیات را در اتمسفر آن ها پیدا کنیم. که نشانه ای محکم از حضور موجوداتی زنده و حیات فرازمینی در نقاط دیگر کیهان باشد.

اینها دستاورد هایی خواهد بود که به همت متخصصان و پیشرفت مرزهای علم به ما اهدا خواهد شد. جیمز وب در آینده ای نزدیک با اطلاعات ارسالی خود می تواند نگاه ما به کیهان و جهان هستی را به کلی تغییر دهد. و تنها قدم های کوچکی تا پاسخ به سوالات اساسی انسان در مورد جهان ما، باقی مانده است.

ما درون اتاق تاریکی قرار داریم و حالا می توانیم از روزنه ای کوچک که به کمک جیمز وب فراهم شده نگاهی به بیرون از این اتاق بیاندازیم. قرار است با چه ناشناخته هایی مواجه شویم؟ جواب این سوال را دقیقا نمی دانیم. شاید با جهانی رو به رو شویم که هیچ وقت فکرش را نمی کردیم و راز هایی را بفهمیم که به عنوان اولین نسل از انسان توانسته ایم به آن ها دست پیدا کنیم.

ما بیصبرانه منتظر اکتشافات هیجان انگیز تلسکوپ جیمز وب هستیم. به نظر شما جیمز وب چه چیزهایی را می تواند کشف کند؟