به مقصد رسیدن تلسکوپ وب و افشای اسرار جهان

دانشمندان گفته‌اند که می‌توانند اتفاقات گذشته را تا زمانی که نخستین ستاره‌ها و کهکشان‌ها شکل گرفتند ببینند.

از زمان پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) در تاریخ 25 دسامبر نفس‌ها در سینه حبس شده بود، اما هم اکنون ستاره‌شناسان می‌توانند نفس راحتی بکشند زیرا این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری آمریکایی در عصر روز دوشنبه به سلامت به مقصد خود رسید. کیت پریش، مدیر راه‌اندازی رصدخانه وب در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، در یک کنفرانس از راه دور در این زمینه اظهار داشت:

ما از این جهت که امروز اعلام می‌کنیم -تلسکوپ- وب به صورت رسمی در ایستگاه مدار L2 خود قرار گرفته، بسیار هیجان زده هستیم.

نقاط لاگرانژی، به نوعی نقاط خوبی در فضا هستند که در آن‌ها، کششی بین دو شیء مانند خورشید و زمین قرار داشته و فضاپیما می‌تواند در این نقاط به صورت پایدار یا نیمه پایدار عمل کند. تلسکوپ وب در نقطه لاگرانژی 2، یا L2 قرار خواهد گرفت.

وب جانشین تلسکوپ فضایی هابل است که در سال 1990 پرتاب شد. البته تلسکوپ هابل همچنان به سختی مشغول بوده و به ستاره‌شناسان بینش خوبی از جهانی که در آن زندگی می‌کنیم می‌دهد، اما وب یک تلسکوپ جدید و پیشرفته است که می‌تواند چیزهای دقیقی از گذشته و زمانی که جهان ما در دوره شکل گیری خود قرار داشت بگوید.

اگرچه تلسکوپ وب به سلامت به نقطه لاگرانژی 2 رسیده، اما همچنان تا چندین ماه تحت بررسی قرار خواهد گرفت تا از کارکرد صحیح تمامی قسمت‌های آن اطمینان حاصل شود. پس از آن، استفاده علمی از آن آغاز خواهد شد. کریس ویلوت، به همراه شورای تحقیقات ملی کانادا در مرکز تحقیقات ستاره شناسی و فیزیک نجومی هرزبرگ در این زمینه گفت:

زمانی که نخستین داده‌های خود را -از این تلسکوپ- دریافت کنیم بسیار شگفت انگیز خواهد بود. حتی نمی‌توانم پیش بینی کنم که چه چیزهایی را می‌توانیم تنها در طی سال اول کشف کنیم. قرار است به کشفیات بسیار زیادی برسیم.

ویلوت سرپرست برنامه‌ای تحت عنوان CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey است که با نام مخفف CANUCS نیز شناخته می‌شود؛ این برنامه بعضی از نخستین کهکشان‌های تشکیل شده و خوشه‌های کهکشانی را مورد بررسی قرار می‌دهد. واژه NIRISS نیز مخفف Near Infrared Imager and Slitless Spectograph (به معنای دستگاه تصویر برداری مادون قرمز نزدیک و طیف سنج بدون شکاف) است. یکی از موضوعاتی که ویلوت به آن علاقه دارد، سیاه‌چاله‌ها است. او می‌گوید:

ما می‌دانیم که امروزه بیشتر کهکشان‌ها، از جمله کهکشان خودمان، در مرکز خود دارای سیاه‌چاله‌هایی بزرگ هستند. بنابراین سعی در این دارم که ببینم این سیاه‌چاله‌ها چگونه در جهان‌ اولیه شکل گرفته‌اند، زیرا ما می‌دانیم که اندازه بعضی از آن‌ها با سرعت بسیار بالایی تغییر کرده و بزرگ شده‌اند و این مسئله به نوعی شگفت آور است.

تلسکوپ‌های بزرگ (حتی تلسکوپ‌های زمینی) برای ستاره‌شناسان حرفه‌ای که می‌خواهند از آن‌ها استفاده کنند در دسترس قرار دارند، هرچند این افراد برای استفاده از آن‌ها ابتدا باید پروپوزال خود را در زمینه مطالعات مربوطه ارائه کرده و تاییدیه آن را دریافت کنند.

دلیلی که ویلوت و ده‌ها ستاره‌شناس کانادایی دیگر در حال وقت گذاشتن بر روی تلسکوپ وب هستند این است که کشور کانادا با فراهم کردن ابزار و وسایل، در ساخت این تلسکوپ نقش داشته است. از جمله این ابزار می‌توان به حسگر هدایت دقیق اشاره نمود، که به تلسکوپ اجازه می‌دهد تا سوژه‌ها را نشان داده و روی آن‌ها فوکوس (تمرکز) کند، و همچنین NIRISS، که از آن برای مطالعه ترکیب اتمسفر سیارات دور (که به آن‌ها سیارات فراخورشیدی نیز می‌گویند) که به دور ستارگان دیگر می‌چرخند استفاده می‌شود.

اکنون این ستاره‌شناسان مشتاقانه منتظر فرا رسیدن زمان شروع تحقیقات خود هستند تا همه چیز را، از نخستین شکل گیری کهکشان‌ها گرفته تا سیارات سرکش (سیاره‌هایی که فاقد ستاره هستند)، مورد مطالعه قرار داده و به دنبال نشانه‌های احتمالی وجود حیات در سایر سیارات فراخورشیدی بگردند. با استفاده از تلسکوپ وب، آن‌ها می‌توانند عملا در زمان سفر کرده و به جهان تازه شکل گرفته و در حال تولد نگاهی بی‌اندازند.

سیاه‌چاله‌ها و جهان‌های قابل سکنی

هر نوری، برای رسیدن به ما نیاز به مدت زمان مشخصی دارد. نوری که از خورشید می‌تابد، هشت دقیقه طول می‌کشد تا به ما برسد؛ بنابراین هنگامی که از زمین به خورشید نگاه می‌کنیم، چیزی که مشاهده خواهیم کرد وضعیت هشت دقیقه پیش آن است. همین امر در مورد هر نوری که از سوی سایر ستاره‌ها و کهکشان‌ها به ما می‌رسد نیز صادق است؛ هرچه آن‌ها از ما دورتر باشند، وضعیتی که مشاهده می‌کنیم نیز در زمان به عقب حرکت کرده و مربوط به مدت زمان قبل‌تری از آن‌هاست. اما برای نگاه‌ کردن به عقب‌تر، به تلسکوپ‌های قدرتمندی نیاز داریم که تلسکوپ وب در حال حاضر قدرتمندترین تلسکوپی است که می‌تواند از پس این کار برآید.

در صورتی که بخواهیم از نظر کارایی تلسکوپ وب را تجسم کنیم، در نظر بگیرید که عمر جهان ما تقریبا 13.8 میلیارد سال است؛ این تلسکوپ می‌تواند زمانی که این جهان تقریبا 100 میلیون سال قدمت داشت، یعنی زمان تشکیل نخستین ستاره‌ها و کهکشان‌ها را ببیند.

الز پیترز یکی از نخستین ستاره شناسان کانادایی خواهد بود که از تلسکوپ وب استفاده می‌کند. تحقیقات او حول موضوع تشعشعات -که اغلب در نور مادون قرمز دیده می‌شوند و این چیزی است که وب برای مشاهده آن ساخته شده است- و تاثیر آن‌ها بر ستاره‌های جوان است. تاکنون او موفق نشده که از میان غبار و زباله‌هایی که اغلب سحابی ستاره‌های جوان را احاطه کرده‌اند چیزی مشاهده کند. پیترز که استاد دپارتمان فیزیک و نجوم دانشگاه وسترن در انتاریو است، در این زمینه می‌گوید:

طرز فکر من در این مورد به این گونه است که هنگامی که شما با استفاده از دوربین‌های قدیمی عکسی از یک جمعیت در حال تشویق، به عنوان مثال بازی بسکتبال تیم رپتورز، ثبت می‌کنید، صورت هریک از افراد موجود در تصویر ممکن است در چهار پیکسل جای گرفته باشد. با استفاده از دوربین‌‎های جدید، صورت هریک از این افراد می‌تواند در 1000 پیکسل جای گیرد. در نتیجه در صورتی که در یک محدوده مشخص، تعداد پیکسل بیشتری داشته باشید به این معناست که شما می‌توانید تغییرات صورت گرفته در ویژگی‌های چهره فرد را دنبال کنید. در این حالت می‌توانید بگویید که او ‘چشم‌های آبی دارد’، ‘بینی پهن دارد’، ‘بینی کوچکی دارد’ و چنین مشخصاتی دارد.

این میزان دقت به پیترز و تیمش این اجازه را می‌دهد که شکل گیری ستاره‌های جدید را به روشی بی‌سابقه مورد مطالعه قرار دهند.

اریک روزلوفسکی، دانشیار فیزیک در دانشگاه ادمونتون آلبرتا از این تلسکوپ برای مطالعه درباره شکل‌گیری ستاره‌ها استفاده خواهد کرد. او در این مورد گفت:

“کاری که قرار است انجام دهم، مشخص کردن این است که چه مدت زمان طول می‌کشد تا ستاره‌ها شکل بگیرند. این سوالی بزرگ در علم نجوم بوده و ممکن است از نظر شما یک موضوع علمی خسته کننده باشد، اما به دست آوردن زمان لازم برای تشکیل ستاره‌ها، می‌تواند اطلاعات زیادی در مورد نحوه تشکیل آن‌ها به ما بدهد.”

و این مسئله می‌تواند نه تنها در مورد جهان، بلکه درباره کهکشان ما و همچنین منظومه شمسی که در آن زندگی می‌کنیم اطلاعات بسیاری به ما بدهد. روزلوفسکی می‌گوید:

“به کمک تلسکوپ جیمز وب می‌توانیم برای نخستین بار ستاره‌های خاصی که در کهکشان مارپیچی نزدیک به ما، که کهکشان مثلث نام دارد، تشکیل می‌شوند را ببینیم. این نسبتا یک آزمایش ساده است، اما تا زمانی که توانایی‌های تلسکوپ جیمز وب را در اختیار نداشتیم، این کار غیر ممکن بود.”

یکی از جالب‌ترین مشاهدات در این زمینه مربوط به TRAPPIST-1 خواهد بود. TRAPPIST-1 یک منظومه ستاره‌ای با هفت سیاره سنگی است که در مدار منطقه قابل سکونت ستاره (جایی که آب می‌تواند در سطح سیاره وجود داشته باشد) قرار دارند. الیویا لیم، دانشجوی دکترا در دانشگاه مونترال، که قرار است از تلسکوپ وب برای مطالعه جو میان این سیاره‌ها -(آن‌هایی که بیشترین احتمال را برای قابلیت سکنی دارند)- استفاده کند، گفت:

“ما نمی‌دانیم که این سیاره‌ها دارای جو هستند یا خیر. ممکن است آن‌ها تنها توپ‌هایی سنگی باشند که هیچ گونه جوی ندارند و ما این را هنوز نمی‌دانیم. بنابراین تلاش ما بر آن است که متوجه این موضوع شویم. در صورتی که این سیارات دارای جو باشند، ممکن است شانسی برای گشتن به دنبال آثار وجود حیات درآن‌ها داشته باشیم.”

مطالعه این چیزها، یعنی ستارگان و شکل گیری کهکشان‌ها و جو موجود در سیارات فراخورشیدی دور، ممکن است امری بی اهمیت به نظر برسد، اما ستاره شناسان بر این باورند که تمامی آن‌ها بخشی از تمایلات بشریت، یعنی پیدا کردن جایگاهمان در جهان است. ویلات در این مورد گفت:

“در واقع این مسئله در مورد شناخت و درک جهان ما، اینکه از کجا آمدیم و اینکه آینده آن چگونه خواهد بود است. من فکر می‌کنم که این یک سوال اساسی برای انسان‌هاست؛ اینکه بدانیم اینجا چه می‌کنیم و ماهیت این جهان چیست.”

منبع: cbc