تلسکوپ فضایی جیمز وب آماده برای نگاهی به شروع کیهان

تلسکوپ فضایی جیمز وب، قدرتمندترین تلسکوپ فضایی دنیا، عملیات علمی خود را طی تابستان 2022 آغاز خواهد کرد، و موضوعی که بیش از هر چیز ستاره شناسان را هیجان زده کرده است مطالعه مقاطع اولیه کهکشان است.

یکی از موضوعات خارق العاده درباره ستاره شناسی این است که میتوان به طور موثر گذشته را دید. همانطور که میدانید مدت زمان زیادی طول می کشد تا نور از اجسام در کهکشان های دور به ما برسند. و نوری که ما میبینیم درواقع مربوط به زمانی است که از این اجسام ساطع یا بازتاب شده است. به همین دلیل هرچه که دورتر را نگاه می کنیم، گذشته دورتری را میبینیم.

قدرت فوق العاده بالای جمیز وب، این امکان را میدهد که به دوردست ترین اجسام فضا نگاه کنیم و این بدین معنی است که میتوانیم نگاهی به دورترین گذشته کیهان، نزدیک به زمان انفجار بیگ بنگ، چیزی حدود 13.8 میلیارد سال گذشته داشته باشیم.

وب همچنین میتواند به کهکشان هایی را بررسی کند که فقط چندصد میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته اند و به ما تصویری از مقاطع زمانی اولیه کیهان ارائه دهد.

محقق مایکل ماسدا در اینباره می گوید:

این کهکشان در میلیاردها سال اولیه در تاریخ دنیا وجود داشته اند و ما تا به امروز اطلاعات بسیار کمی درباره آن ها داشته ایم. وب اولین نمونه بزرگ را در اختیارمان خواهد گذاشت که به ما این فرصت را می دهد که بهتر جزییات آن ها را درک کنیم.

کهکشان های اولیه از چه تشکیل شده اند؟

یکی از ماموریت های علمی جیمز وب که Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public یا اکتشافات عمومی فراکهکشانی عمیق نسل بعد (NGDEEP) نام دارد و از یکی از ابزار طیف سنجی وب استفاده می کند، تا داده ای با نام اسپکترا (Spectra) جمع آوری کند. اسپکترا نورهایی هستند که به طول موج های مختلفی تقسیم شده اند. همانند زمانی که نور به یک منشور میتابد و به رنگین کمان تقسیم می شود و از آن میتوان برای تشخیص ترکیب بندی اجسام بسیار دور استفاده کرد.

یکی از بخش های این تحقیقات یافتم انواع عناصر سنگین است که ستاره شناسان آن را Metals یا فلزات می نامند و در کهکشان ها وجود دارند. آموختن این موضوع بسیار مهم است چرا که به درک مسیر تکاملی کهکشان ها طی زمان کمک می کند.

مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ فقط هیدروژن و هلیوم وجود داشته اند و زمانی که ستارگان با عمل همجوشی (Fusion) حرارت تولید کرده اند، عناصر سنگین را ساخته اند. این عناصر سنگین پس از مرگ ستارگان به فضا پرتاب شده اند و سپس با نسل بعدی ستاره ها هم پارچه شده اند.

پس درواقع ستارگان قدیمی تر میزان عناصر سنگین کمتری داشته و ستارگان جوان غنی تر هستند.

محقق دنیل برگ دراینباره می گوید:

یکی از راه‌های اساسی که ما تکامل را در طول زمان کیهانی ردیابی می‌کنیم، با توجه به مقدار فلزات موجود در یک کهکشان است.

با استفاده از ابزار تلسکوپ وب، چندین برنامه تحقیقاتی مختلف بر روی درک و مطالعه مراحل شکل گیری کهکشان های اولیه، ترکیب آن ها و بزرگی این کهکشان ها کار خواهند کرد.