بررسی بزرگترین کشف های تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال ۲۰۲۳

سال گذشته برای JWST سال پرباری بود زیرا دستاوردهای مهمی برای ناسا به ارمغان آورد. در ادامه با مهمترین اکتشافات جیمز وب در ۲۰۲۳ آشنا شوید.

در صبح یکی از روزهای کریسمس سال ۲۰۲۲ بود که اخترشناسان و علاقه‌مندان به مباحث فضایی، هدیه‌ای ویژه از ناسا دریافت کردند که حدود سه دهه انتظار آن را می‌کشیدند. پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب به عنوان بزرگترین و جسورانه ترین تلاش بشر به منظور کاوش نخستین ستارگان و کهکشان‌های عالم کیهان شناخته می‌شود.

مهمترین اکتشافات جیمز وب در ۲۰۲۳

در سال گذشته میلادی رصدخانه فضایی جیمز وب تصاویر خیره کننده و ارزشمندی از کیهان لایتناهی ارائه داده که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم. بیایید نگاهی به اکتشافات جذاب این تلسکوپ غول پیکر که درک ما از جهان هستی را تغییر داد بیندازیم. با گجت نیوز همراه باشید.

۱٫ جیمز وب نگاه تازه‌ای به منظومه شمسی ما انداخته

گر چه هدف اصلی جیمز وب تماشا و رصد اولین ستارگان و کهکشاه‌های جهان بوده اما نگاه تازه‌ای به منظومه شمسی ما انداخته که تحسین برانگیز بوده است. برای مثال به تصویر زیر نگاه کنید که در ماه اکتبر جریان باد پرسرعتی را در مشتری نشان می‌دهد که با وجود بیش از ۴۸۰۰ کیلومتر عرض و ۵۱۵ کیلومتر در ساعت، قبلا دیده نشده بود.

همچنین در ماه ژوئن این تلسکوپ برای نخستین بار موفق شد دی اکسید کربن را در اقیانوس‌های سراسر یخ قمر یخی مشتری – اروپا – شناسایی کند. رصدخانه فضایی جیمز وب علاوه بر این نگاه تازه‌ای به زحل انداخته که سیستم حلقوی ظریف این غول گازی و سه قمر از مجموع ۱۴۶ قمر شناخته شده آن را به تصویر می‌کشد.

ناسا گفته این غول گازی وقتی از طریق چشم‌های فروسرخ JWST دیده می‌شود، به طرز وحشتناکی تاریک است چرا که در این طول موج، گاز متان تقریباً تمام نور خورشیدی را که به اتمسفر آن می‌تابد جذب می‌کند! رصدخانه قدرتمند ناسا تصویر خیره کننده دیگری از اورانوس، درخشان ترین قمرهای آن و ۱۱ حلقه از ۱۳ حلقه شناخته شده آن را ثبت کرده که هیجان انگیز به نظر می‌رسد.

۲٫ سیاره فراخورشیدی نزدیک دارای مولکول‌های حیات است

در سپتامبر ۲۰۲۳، تلسکوپ فضایی جیمز وب توانست متان و دی اکسید کربن را در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی تقریباً نزدیک به نام K2-18b کشف کند که دور یک ستاره خنک در فاصله ۱۲۰ سال نوری از زمین قرار دارد و از سیاره ما بزرگتر اما از سیارات غول پیکر منظومه خورشیدی ما کوچکتر است.

مشاهدات قبلی با تلسکوپ فضایی هابل نشان داده بود که K2-18b ممکن است یک جهان هایسین باشد. (سیاره هایسین نوعی سیاره فرضی است که پوشیده از آب داغ بوده و اتمسفر آن از هیدروژن ساخته شده) مشاهدات اخیر با کمک‌های جیمز وب فرضیه مذکور را تأیید می‌کند چرا که داده‌های جدید، شواهدی برای متان و دی اکسید کربن فراوان و مقدار کمی آمونیاک نشان می‌دهند.

یکی از اخترشناسان دانشگاه کمبریج به نام ساواس کنستانتینو به عنوان نویسنده مطالعه فوق طی گزارشی گفته، نتایج به دست آمده از این سیاره فراخورشیدی تنها حاصل دو رصد است که قرار شده تعداد مشاهدات افزایش یابد. به عبارت دیگر کار ما در اینجا صرفاً نمایش اولیه از آنچه جیمز وب می‌تواند در سیارات فراخورشیدی منطقه قابل سکونت مشاهده کند است.

۳٫ کوچکترین شیء پیدا شده توسط جیمز وب

در ماه فوریه سال گذشته دانشمندان از کشف غیرمنتظره جیمز وب از یک سیاره کوچک که در کمربند اصلی سیارکی بین مریخ و مشتری قایم شده بود، هیجان زده شدند. تصور اخترشناسان این است که همچون سایر سیاره‌های کشف شده آن منطقه، سنگ فضایی پیدا شده که ارتفاع آن به اندازه بنای یادبود واشنگتن است، بقایایی از نحوه شکل گیری منظومه شمسی باشد و پیرامون تاریخ تکامل آن صحبت کند.

سیارک‌هایی با طول کمتر از یک مایل (کمتر از ۱٫۶ کیلومتر) به سختی با تلسکوپ‌های دیگر شناسایی می‌شوند و کشف چنین سنگ فضایی در نزدیکی منظومه شمسی ما مهر تأییدی بر تلسکوپ فضایی جیمز وب و کارکرد مطلوب آن است.

۴٫ جیمز وب به دنبال کهکشان‌های بزرگ و اسرارآمیز در جهان تازه متولد شده

در ماه فوریه دانشمندان موفق به کشف کهکشان‌هایی به بزرگی کهکشان راه شیری شدند که تنها ۵۰۰ الی ۷۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ پدیدار شده بودند. با توجه به آنچه نظریه‌ها و مدل‌های موجود به ما می‌گویند، کهکشان‌هایی که تلسکوپ فضایی وب یافته بسیار بزرگ و ستاره‌های قرمز بالغ آنها قدیمی هستند. به عقیده نویسندگان این مطالعه، چنین کشفی می‌تواند مشکلاتی برای علم ایجاد کند.

جوئل لجا به عنوان یکی از نویسندگان مطالعه فوق و ستاره شناس ایالت پن تأکید کرده که این یافته کل تصویر از تشکیل کهکشان‌های اولیه را زیر سوال می‌برد.

۵٫ بحث سرسختانه در مورد نرخ انبساط جهان

می‌دانیم که جهان با سرعت فزاینده‌ای در حال انبساط است اما دقیقا نمی‌دانیم با چه سرعتی! این موضوع به بحثی تبدیل شده که محور اصلی آن حل مقدار صحیح «ثابت هابل» است؛ عدد مهمی که ادوین هابل برای تخمین نرخ انبساط هستی مطرح کرده است. در حال حاضر برآوردهای مدل سازی برای ثابت هابل با مقادیر مبتنی بر مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب مطابقت و سنخیت ندارد.

امسال رصدخانه غول پیکر ناسا خوشه‌ای از ستارگان را مشاهده کرد که به عنوان متغیرهای Cepheid شناخته می‌شوند. آنها معمولا ستاره‌های بزرگی‌اند که حدود ۱۰۰ هزار برابر درخشان تر از خورشید بوده و قابل اطمینان ترین منبع برای اندازه گیری فواصل کیهانی هستند. متاسفانه وب به جای حل این معادله صرفاً بحث‌های جاری پیرامون ثابت هابل را عمیق تر مطرح کرد.

آدام ریس برنده جایزه نوبل و ستاره شناس دانشگاه جان هاپکینز خاطرنشان می‌کند که برای من اهمیتی ندارد مقدار ثابت هابل چقدر است زیرا می‌خواهم بفهمم که چرا بهترین ابزارهای ما – ابزارهای استاندارد و طلایی – با یکدیگر متفق القول نیستند!

۶٫ درخشش نورافکن بر اولین سیاهچاله‌های کلان جرم

در سال ۲۰۲۳ تلسکوپ فضایی جیمز وب به اخترشناسان کمک کرد تا بتوانند نور ستارگان را از دو کهکشان اولیه مشاهده کنند؛ جایی که فکر می‌کنند یکی از نخستین سیاه چاله‌های کلان جرم به وجود آمده است. جیمز وب تا امروز موفق شده کهکشان‌ها را زمانی که کیهان کمتر از یک میلیارد سال سن داشته رصد کند و نشان داده که چگونه با گذشت زمان، سیاه چاله‌ها جرم‌های کلان و غیرقابل اندازه گیری کسب می‌کنند. (جرم‌هایی میلیون‌ها یا میلیاردها برابر خورشید ما)

۷٫ مولکول‌های آلی پیچیده در یک کهکشان اولیه

در ماه ژوئن سال گذشته اخترشناسان اعلام کردند که رصدخانه فضایی ناسا مولکول‌های جالبی بر پایه کربن، شبیه به مولکول‌های موجود در ذخایر نفتی و زغال سنگ موجود روی کره زمین شناسایی کرده است. در فضا این مولکول‌ها به دانه‌های ریزگرد و غبار متصل می‌شوند و تشخیص آنها به دلیل محدودیت‌های تلسکوپ‌های پیشین چالش برانگیز بود. جاستین اسپیلکر، اخترشناس دانشگاه تگزاس گفته وب جستجوی مولکول‌های آلی را بسیار آسان کرده است.

۸٫ کهکشان میسی جزو اولین کهکشان‌هایی است که تاکنون دیده شده

لکه نارنجی تاری که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال ۲۰۲۲ میلادی تصویربرداری شده، به عنوان کهکشان میسی شناخته می‌شود و در آگوست سال ۲۰۲۳ دانشمندان اعلام کردند میسی یکی از نخستین کهکشان‌های کشف شده هستی است. به نظر می‌رسد Maisie زمانی وجود داشته که کیهان تنها ۳۹۰ میلیون سال سن داشته است. لازم به ذکر است که میسی جزو چهار کهکشان قدیمی جهان به شمار می‌رود.

استیون فینکلشتاین، اخترشناس دانشگاه تگزاس و نویسنده این مطالعه خاطرنشان کرده که تا پیش از جیمز وب نمی‌دانستیم کهکشان‌ها چگونه تشکیل شده‌اند یا چه شکلی هستند.

۹٫ دورترین سیاهچاله‌ای که تاکنون دیده شده

در ماه ژوئیه سال ۲۰۲۳ اخترشناسان اعلام کردند که جیمز وب موفق شده دورترین سیاه چاله پرجرم فعالی را که تا به امروز دیده شده، شناسایی کند. کهکشان میزبان این سیاه چاله تنها ۵۷۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته است. جرم این سیاهچاله به طرز عجیبی کم است و فقط ۹ میلیون برابر خورشید ما تخمین زده شده است. جالب است بدانید که جرم این پدیده‌های کیهانی اغلب بیشتر از یک میلیارد برابر خورشید است و محققان می‌گویند تشریح چگونگی شکل گیری آن دشوار خواهد بود.

۱۰٫ جیمز وب یک کهکشان شبح آلود باستانی را دوباره کشف کرده

تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال ۲۰۲۳ توانست یک کهکشان مبهم و بلوری را که در اعماق یک ابر غبارآلود قایم شده بود شناسایی کند. دانشمندان معتقدند که این کهکشان ۹۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ، زمانی که نخستین ستاره‌ها ظاهر شدند، به وجود آمده است.

جد مک کینی، ستاره شناس دانشگاه تگزاس گفته، اخترشناسان به درس‌های علمی که این کهکشان غبارآلود دارد علاقه‌مند هستند زیرا آنها به ما خاطرنشان می‌کنند که جمعیت زیادی از آنها دور از چشم ما پنهان شده‌اند.

۱۱٫ جیمز وب سه ستاره افسانه‌ای به نام ستارگان تاریک کشف کرده

در ماه ژوئیه سال ۲۰۲۳ ستاره شناسان گزارش دادند که جیمز وب سه جرم درخشان کشف کرده که به احتمال زیاد ستارگان تاریک هستند. (اشاره‌ای به آهنگ Dark Stars) رصدخانه فضایی ناسا در سال ۲۰۲۲ میلادی این سه ستاره را به عنوان کهکشان برچسب گذاری کرده بود. کاترین فریز، استاد دانشگاه تگزاس گفته:

وقتی به داده‌های جیمز وب نگاه می‌کنیم، دو احتمال رقابتی برای این اجسام وجود دارد: یکی اینکه آنها کهکشان‌هایی هستند که میلیون‌ها ستاره معمولی را در خود جای داده‌اند و دوم آنکه آنها همان ستاره‌های تاریک هستند! شاید باور نکنید اما یک ستاره تاریک نور کافی برای رقابت با یک کهکشان با ستارگان زیاد را دارد.

به عقیده اخترشناسان این نوع از ستارگان از ماده تاریک تغذیه می‌کنند. (ماده‌ای گریزان که ۸۵ درصد از جهان هستی را تشکیل می‌دهد اما برای تلسکوپ‌ها نامرئی است) به گفته محققان، اگر ستارگان تاریک واقعا وجود داشته باشند، حضور آنها به حل مشاهدات گیج کننده در مورد چگونگی رشد یک جهان بسیار جوان برای میزبانی تعداد زیادی کهکشان بزرگ کمک می‌کند.

۱۲٫ اولین کهکشان‌ها به طرز شگفت انگیزی شبیه راه شیری ما بودند

طبق تئوری‌های تکامل کهکشان‌ها، نخستین کهکشان‌ها در جهان ما به قدری جوان بودند که نمی‌توانستند ویژگی‌های قابل توجهی نظیر بازوهای مارپیچی، میله‌ای یا حلقوی داشته باشند. اخترشناسان فکر می‌کنند که چنین ساختارهای پیچیده‌ای ۶ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ ظاهر شده‌اند.

در سال جاری تلسکوپ فضایی جیمز وب دریافت که کهکشان‌هایی با چنین اشکال ظریفی می‌توانسته تا ۳٫۷ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته باشند. کریستوفر کنسلیس یکی از نویسندگان مطالعه فوق و استاد نجوم دانشگاه منچستر در بریتانیا می‌گوید:

بر اساس نتایج به دست آمده ما، اخترشناسان باید درک ما از شکل گیری نخستین کهکشان‌ها و چگونگی تکامل آنها در ۱۰ میلیارد سال گذشته را مورد بازنگری قرار دهند.