13 مرداد 1404 ساعت 11:40
تلسکوپ جیمز وب تا کجای کیهان را می‌بیند و چگونه رکوردهای رصد فضا را جابجا کرده است؟ در این مطلب به سفری شگفت‌انگیز در دل زمان و فضا می‌رویم تا پاسخ این سوال را پیدا کنیم.
تلسکوپ جیمز وب به عنوان قدرتمندترین چشم بشر به سوی کیهان، توانسته است تصاویری از دوردست‌ترین نقاط عالم ثبت کند. اما این تلسکوپ شگفت‌انگیز دقیقا تا چه فاصله‌ای را می‌بیند و چگونه به گذشته کیهان سفر می‌کند؟ پاسخ این سوال بسیار جذاب‌تر از یک عدد ساده است و ما را به مرزهای دانش بشری می‌برد.
تلسکوپ‌ها از زمان اختراع اولین نمونه در سال ۱۶۰۸ مسیر بسیار طولانی را طی کرده‌اند. امروزه فناوری‌های پیشرفته به ما اجازه می‌دهند تا پدیده‌های شگفت‌انگیزی مانند سیاه‌چاله‌ها و حلقه‌های اینشتین را مطالعه کنیم. در این میان، یک نام بیش از همه می‌درخشد و آن هم تلسکوپ فضایی جیمز وب است که در دسامبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد.
تلسکوپ جیمز وب: قهرمان جدید رصد فضا
در حال حاضر، قدرتمندترین تلسکوپ جهان، تلسکوپ جیمز وب (JWST) است. این تلسکوپ برخلاف نسل قبلی خود یعنی هابل که عمدتا نور مرئی و فرابنفش را رصد می‌کرد، برای تشخیص امواج فروسرخ و نزدیک به فروسرخ طراحی شده است. این امواج برای چشم انسان نامرئی هستند اما به شکل گرما حس می‌شوند و کلید مشاهده اعماق فضا محسوب می‌شوند.
-
- تصاویری از ۸۵۰ کهکشان متعلق به کیهان اولیه با قدمت ۱۱ تا ۱۳ میلیارد سال که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده است.
بسیاری از اجرام در فضا نور مرئی کافی برای دیده شدن از فواصل بسیار دور تولید یا بازتاب نمی‌کنند. اما نور فروسرخ به دلیل طول موج بلندتر، راحت‌تر از فواصل عظیم عبور می‌کند و حتی می‌تواند از میان ابرهای غلیظ گرد و غبار کیهانی نیز نفوذ کند. این ویژگی برای ستاره‌شناسانی که به دنبال مشاهده اولین کهکشان‌های عالم هستند، یک مزیت فوق‌العاده است.
راز قدرت جیمز وب در چیست؟
بخش بزرگی از توانایی شگفت‌انگیز جیمز وب به آینه اصلی غول‌پیکر آن بازمی‌گردد. به گفته کارول کریستین، اخترفیزیکدان موسسه علوم تلسکوپ فضایی، این آینه با قطر ۶.۵ متر، مساحت جمع‌آوری نوری معادل ۲۵ متر مربع دارد. برای مقایسه، آینه اصلی تلسکوپ هابل تنها ۲.۴ متر قطر و مساحت ۴.۵ متر مربع داشت.
علاوه بر این، موقعیت جیمز وب در فضا یک مزیت استراتژیک است. این تلسکوپ در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین و در نقطه‌ای به نام نقطه لاگرانژ قرار دارد. در این نقطه، تلسکوپ از اعوجاج و آلودگی نوری جو زمین در امان است و می‌تواند واضح‌ترین تصاویر ممکن را ثبت کند. این در حالی است که تلسکوپ‌های زمینی، حتی نمونه‌های بسیار قدرتمند مانند تلسکوپ ورا روبین در شیلی، با چالش‌های جوی دست و پنجه نرم می‌کنند.
سفر در زمان با تلسکوپ؛ مفهوم فاصله در کیهان
وقتی به آسمان شب نگاه می‌کنیم در واقع در حال تماشای گذشته هستیم. نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند و نوری که از اجرام دور به ما می‌رسد، میلیاردها سال در سفر بوده است. به همین دلیل، ستاره‌شناسان برای اندازه‌گیری فاصله در کیهان از مفهومی به نام انتقال به سرخ یا Redshift استفاده می‌کنند.
کهکشان JADES-GS-z14-0، که در حال حاضر نامزد عنوان دورترین کهکشان کیهان است، در تصویر بزرگ‌نمایی‌شده‌ای که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده، دیده می‌شود.
-
- کهکشان JADES-GS-z14-0 که در حال حاضر نامزد عنوان دورترین کهکشان کیهان است، در تصویر بزرگ‌نمایی‌شده‌ای که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده، دیده می‌شود.
با انبساط کیهان، نوری که از اجرام دوردست ساطع می‌شود کشیده شده و به سمت طول موج‌های بلندتر و قرمزتر متمایل می‌شود. هرچه یک جرم دورتر باشد، انتقال به سرخ آن نیز بیشتر است. پیتر یاکوبسن، استاد وابسته اخترفیزیک در دانشگاه کپنهاگ می‌گوید: تلسکوپ جیمز وب ثابت کرده است که می‌تواند ۹۸ درصد مسیر را تا بیگ بنگ به عقب نگاه کند. این فراتر از انتظارات اکثر ما بود.
در حال حاضر، یکی از دورترین کهکشان‌های تایید شده، جرمی به نام JADES-GS-z14-0 است که نور آن مربوط به تنها ۲۹۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ است. این یعنی ما در حال مشاهده کیهان در دوران نوزادی آن هستیم. جیمز وب ثابت کرده است که می‌تواند بسیار دورتر از هابل را ببیند که رکوردش مشاهده عالمی با قدمت ۱۳.۴ میلیارد سال بود. هرچند جیمز وب قهرمان فعلی است، اما رقبایی مانند تلسکوپ فضایی چین در راه هستند تا مرزهای دانش ما را باز هم جابجا کنند.
source