تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ فضایی ساخته‌شده تا به امروز است. این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری در حال کاوش است تا تاریخچه کیهان را از انفجار بزرگ تا شکل‌گیری سیاره‌های فراخورشیدی و فراتر از آن کشف کند. در این مقاله با این تلسکوپ بیشتر آشنا می‌شوید، پس همراهمان بمانید.

تاریخچه ساخت تلسکوپ جیمز وب

ساخت این تلسکوپ حدود ۴۰ میلیارد دلار هزینه داشته است و ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA)، آژانس فضایی کانادا، بیش از ۳۰۰ دانشگاه، سازمان و شرکت در ۲۹ ایالت آمریکا و ۱۴ در ساخت آن همکاری کرده‌اند. طراحی و ساخت این تلسکوپ در سال ۱۹۹۶ کلید خورد ولی پرتاب آن به فضا به دلایل مختلفی به تاخیر افتاد. در سال ۲۰۱۸، ایراد در بخش محافظ خورشیدی و سپس کووید ۱۹ از جمله دلایل به تعویق افتادن این پروژه بودند.

سرانجام این تلسکوپ در ۲۵ دسامبر سال ۲۰۲۱ از فرانسه با موفقیت به فضا پرتاب شد. در ۱۱ ژوئیه ۲۰۲۲، ناسا از اولین تصویر باکیفیت علمی که توسط آن گرفته شده بود، رونمایی کرد که عمیق‌ترین نمای فروسرخ جهان را تا به امروز نشان می‌دهد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب چگونه کار می‌کند؟

نحوه کارکرد JWST بسیار شبیه هر تلسکوپ دیگری است، یعنی گرفتن نور و متمرکز کردن آن برای دیدن اشیا دورتر. JWST در بخش متفاوتی از طیف الکترومغناطیسی نسبت به چشمان ما می‌بیند. به‌عبارت دیگر، ما نور مرئی را می‌بینیم اما تلسکوپ فضایی جیمز وب مثل دوربین امنیتی دید در شب، مادون قرمز یا «گرما» را می‌بیند. این تلسکوپ واقعا بزرگ است و می‌تواند نور بسیار بیشتری را جذب کند و بنابراین اجسام دورتر، کوچک‌تر و سردتر را ببیند.

تجهیزات و امکانات این تلسکوپ عبارتند از:

• طیف‌سنج فروسرخ نزدیک که قابلیت رصد همزمان ۱۰۰ جسم را دارد.
• دوربین فروسرخ نزدیک برای تصویربرداری از نورهای طیف ۰٫۶ تا ۵ میکرومتر.
• دوربین و طیف‌سنج تلفیقی میانه همراه یک سردکننده که دمای دستگاه را در حدود منفی ۲۶۶ درجه سانتیگراد نگه می‌دارد.
• حسگر هدایت کامل و تصویربردار مادون‌قرمز نزدیک و طیف‌سنج بی‌لغزش (FGS/NIRISS) که قابلیت دیدن طول موج‌های بین ۰٫۸ تا ۵ میکرومتر را فراهم می‌کند.
• سپر خورشیدی به اندازه زمین تنیس که مانع عبور نور خورشید می‌شود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب تا چه فاصله‌ای را می‌بیند؟

هرچقدر چیزی در جهان دورتر باشد، سریع‌تر از ما دور می‌شود. یک جسم سریع چیزی به نام انتقال به تابش قرمز را تجربه می‌کند که باعث می شود قرمزتر به نظر برسد. در نهایت، وقتی چیزی خیلی دور است، حتی قرمزتر از قرمز شده و مادون قرمز می‌شود. به‌همین دلیل است که JWST می‌تواند بیشتر از هر تلسکوپی دیگری ببیند.  از آن‌جایی که رسیدن نور به ما زمان می‌برد، دورترین اجسام قدیمی‌ترین هستند. تلسکوپ‌هایی مانند هابل و JWST به گذشته نگاه می‌کنند. تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند تقریبا به ابتدای جهان یعنی ۱۳.۷ میلیارد سال پیش نگاه کند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب در حال حاضر کجاست؟

JWST حول نقطه‌ای در فضا به نام نقطه لاگرانژی L2 می‌چرخد که در ۱.۵ میلیون کیلومتری ما قرار دارد. L2 یک چاه گرانشی است، بنابراین به سوخت کمتری برای نگه داشتن تلسکوپ در آن نیاز داریم. L2 ما را در اطراف خورشید دنبال می‌کند و به‌همین دلیل همیشه قادر به برقراری ارتباط و دانلود تصاویر از جیمز وب هستیم.

تلسکوپ فضایی جیمز وب چه اهدافی دارد؟

JWST روی چهار حوزه متمرکز است:

۱. نخستین نور و یونیزاسیون مجدد

نخستین نور به مراحل اولیه جهان پس از انفجار بزرگ اشاره دارد که جهان را به شکلی که امروز می‌شناسیم، آغاز کرد. در اولین مراحل پس از انفجار بزرگ، جهان مجموعه‌ای از ذره‌های مختلف (مانند الکترون، پروتون و نوترون) بود. زمان امکان مشاهده نور فراهم شد که جهان به اندازه کافی سرد شد و این ذره‌ها شروع به ترکیب شدن کردند. JWST همچنین رویدادهای بعد از تشکیل اولین ستاره‌ها، یعنی دوران یونیزاسیون مجدد را بررسی می‌کند.

۲. مجموعه کهکشان‌ها

بررسی کهکشان‌ها روشی مفید برای مشاهده نحوه سازماندهی ماده در مقیاس‌های بزرگ است که اطلاعاتی را درباره مسیر تکامل جهان فراهم می‌کند. کهکشان‌های مختلفی که امروزه می‌بینیم طی میلیاردها سال تکامل یافته‌اند و یکی از اهداف JWST این است که به اولین کهکشان‌ها نگاه کند تا این تکامل را بهتر درک کند.

۳. تولد ستاره‌ها و منظومه‌های نوسیاره‌ای

«ستون‌های آفرینش» سحابی عقاب از معروف‌ترین زادگاه‌های ستاره‌ها محسوب می‌شود. ستاره‌ها در ابرهای گازی متولد می‌شوند و رشد آن‌ها فشار تشعشعی اعمال می‌کند که باعث پراکنده شدن گاز می‌شود. دیدن داخل گاز دشوار است. چشم‌های مادون قرمز JWST به منابع گرما از جمله ستاره‌هایی که در این گازها متولد می‌شوند، نگاه می‌کند.

۴. سیاره‌ها و منشا حیات

در دهه گذشته سیاره‌های فراخورشیدی متعددی با استفاده از تلسکوپ فضایی کپلر ناسا کشف شده است. حسگرهای قدرتمند JWST با عمق بیشتری به این سیاره‌ها نگاه کرده و از جو آن‌ها تصویربرداری می‌کنند. بررسی جو و شرایط شکل‌گیری سیاره به دانشمندان کمک می‌کند تا میزان قابل‌ سکونت بودن آن را بهتر پیش‌بینی کنند.

مقایسه تلسکوپ جیمز وب و هابل

پیشرفت علمی حاصل «ایستادن روی شانه‌های غول‌ها» است و JWST دقیقا این کار را انجام می‌دهد. به‌عبارت دیگر، جیمز وب برای ادامه دادن راه هابل ساخته شده است. با وجود اهداف مشابه، این دو تلسکوپ تفاوت‌هایی دارند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• هابل اندازه یک اتوبوس مدرسه و جیمز وب اندازه یک زمین تنیس است.
• JWST دور خورشید می‌چرخد، در حالیکه هابل دور زمین می‌گردد.
• مساحت آینه اصلی جیمز وب 6 برابر برابر آینه هابل است.
• هابل کیهان را در طول موج‌های نوری و فرابنفش (با برخی قابلیت‌های فروسرخ) وJWST آن را در نور مادون قرمز مشاهده می‌کند.
• JWST برخلاف هابل که توسط شاتل فضایی در دسترس است برای تعمیر و رسیدگی بسیار دور است.
• هابل با یک محافظ نور تفلون آلومینیومی پوشانده شده است که شکل لوله‌ای به آن می‌دهد. در مقابل، جیمز وب یک سپر آفتاب‌گیر بزرگ و چند لایه‌ای دارد.

خلاصه مطلب

جیمز وب یکی از بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ‌هایی است که به دست بشر ساخته شده است. این تلسکوپ انتظار می‌رود بینش جدیدی از هر مرحله از تاریخ جهان، شکل‌گیری نخستین ابرهای غبارگرفته تا تشکیل منظومه شمسی در اختیار دانشمندان قرار دهد. تلسکوپ جیمز وب به ما کمک خواهد کرد تا اندازه و ژئومتری جهان، ماده تاریک، انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی را بهتر درک کنیم.
علاقمندان به نجوم و عکاسی در شب می توانند با مراجعه به سایت آسمان شب اطلاعاتی مفید در مورد نجوم و تلسکوپ به دست آورند همچنین با خیالی آسوده برای خرید تلسکوپ اقدام نمایند.