تست همراه اول

سرویس خبر
5 دی 1400 ساعت 19:10
0 نظر

 

دانشمندان با تلسکوپ جیمز وب به دنبال چه چیزی هستند؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب سرانجام به فضا پرتاب شد. دانشمندان با کمک این تلسکوپ فروسرخ به دنبال چه چیزهایی هستند؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب روز 25 دسامبر 2021 سرانجام به فضا پرتاب شد. این تلسکوپ که ساخت آن حدود 30 سال طول کشیده، پس از هابل، دومین تلسکوپ فضایی جهان است. تلسکوپ فضایی جیمز وب که پیچیده‌ترین رصدگر فضایی فعلی در دنیا محسوب می‌شود، پروژه مشترک ناسا و آژانس‌های فضایی اروپا و کانادا بود. اگر مراحل کار درست پیش برود، جیمز وب می‌تواند به کمک ابزارهای قدرتمندش نقاط عمیق‌تر فضا را رصد کند تا شاید بتواند به آشکار شدن برخی از نادانستههای منظومی شمسی و حتی نحوه پیدایش کیهان، کمک شایانی کند.

تصویر 1. تلسکوپ فضایی جیمز وب و اجزای اجزای جمع‌شده‌ آن که پس از جای‌گیری در فضا مرحله‌به‌مرحله باز خواهندشد.
 

تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصد گذشته کیهان با پرتو فروسرخ

تلسکوپ‌ها را می‌توان نوعی ماشین زمان تلقی کرد؛ می‌پرسید چگونه؟ بگذارید اینطور بگوییم که هر نوری که در آسمان شب می‌بینید، با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر به سمت شما آمده تا توانسته‌اید آن را ببینید. حالا اگر بگوییم منشا آن نور ۳۰ سال نوری با ما فاصله دارد چه؟ یعنی نوری که می‌بینیم برای ۳۰ سال نوری قبل است و انگار درست به گذشته چشم دوخته‌ایم! به همین خاطر تلسکوپ‌ها را نوعی ماشین زمان قلمداد می‌کنیم که با کمک‌ آن‌ها، می‌توان از مراحل پیشین کیهان تصاویری ثبت نمود و این‌گونه به گذشته سفر کرد.

پیش از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل در دهه 1990، ستاره‌شناسان به تلسکوپ‌های زمینی متکی بودند. تلسکوپ‌های زمینی نمی‌توانند نقاط خیلی دور آسمان را رصد کنند زیرا جو زمین اکثر نورهایی را که طول‌موج‌شان کوتاه است جذب می‌کند؛ این در حالی است که برای دیدن کهکشان‌های دور به این نورهای مرئی نیاز داریم. برای همین هم هابل با تصاویری که از اعماق فضا به زمین فرستاد، اولین تلسکوپ فضایی دنیا به حساب می‌آمد که اتفاقا در ستاره‌شناسی هم تحول زیادی به وجود آورد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب گام دیگری پیش گذاشته است تا کمبودهای هابل را پوشش دهد. هابل فضا را با نور مرئی و فرابنفش رصد می‌کرد اما جیمز وب اولین تلسکوپ‌ همه‌منظوره‌ فروسرخ یا مادون قرمز است. تصاویر فروسرخ تلسکوپ وب می‌توانند وضعیت ستاره‌ها و کهکشان‌های بسیار قدیمی‌ را هنگامی که کیهان 100 میلیون ساله بود، آشکار کنند.

تلسکوپ وب طی فرآیندی موسوم به سرخ‌گرایی کیهانی، نور مرئی و فرابنفش اجرام کیهانی را همگام با انبساط عالم، به‌سمت طیف فروسرخ متمایل می‌کند. در نتیجه جیمز وب می‌تواند نور ستارگان بسیار قدیمی را رصد کند تا شاید دانشمندان دریابند که نخستین اجرام آسمانی در چه نقاطی از فضا پدید آمده بودند.

رصدگری با پرتو فروسرخ برای اخترشناسان مهم است زیرا حتی اجرام خنک‌تری که نمی‌توانند نور مرئی منتشر کنند، همچنان پرتوتابی فروسرخ دارند. ضمنا برخلاف نور مرئی و فرابنفش، پرتو فروسرخ در صورت برخورد با غبارهای فضایی پراکنش کمتری دارد. پس دانشمندان با کمک آن هم می‌توانند اجرامی را که قبلا در سایه بودند ببینند و هم ابرهای غبارآلودی را رصد کنند که ستاره‌ها و سیاره‌ها درون‌شان پدید می‌آیند.

تصویر 2. تصویری گرافیکی از محل جای‌گیری تلسکوپ فضایی جمیز وب در پرتابگر
 

جستجوی آسمان‌های ناشناخته و نشانه‌های حیات

تلسکوپ فضایی وب می‌خواهد در عالم اطراف ما به‌دنبال سیاره‌های فراخورشیدی بگردد و به این ترتیب، بر یافته‌های تلسکوپ‌های پیش از خود مثل کپلر، تس، هابل و آلما بیافزاید. این تلسکوپ طی دوره فعالیت خود در پی کشف سیاره‌هایی خواهد بود که دور ستارگان دیگری در گردش هستند.

طیف‌سنجی یکی از شیوه‌های رصد سیاره‌های فراخورشیدی است. در این شیوه، درخشش برخی ستاره‌ها پیوسته رصد و اندازه‌گیری می‌شود و وقتی در نورافشانی آن‌ها تغییرات دوره‌ای خاصی رخ می‌دهد، رصدگران متوجه می‌شوند که این تغییرات به‌خاطر عبور سیاره‌ از مقابل ستاره است. درواقع چون سیاره بین ستاره و تلسکوپ واقع شده است، می‌توان عبور سیاره حین گردش خود دور خورشید را تشخیص داد. اولین سیاره فراخورشیدی اوایل دهه 1990 کشف شد و ستاره‌شناسان با مطالعه علائم نوری آن‌ها کوشیده‌اند درباره‌شان اطلاعات بیشتری کسب کنند.

آن‌ها با کمک داده‌های تلسکوپ وب می‌توانند درباره ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی جو سیاره‌ها اعم از سیاره‌های منظومه شمسی و سیاره‌های فراخورشیدی اطلاعات بیشتری کسب کنند.

با مطالعه جو سیاره‌ها می‌توان درباره کیهان اطلاعات شگفت‌انگیزی کسب کرد. مثلا اخترشناسان سیاراتی را در کیهان یافته‌اند که پیوسته بارانی از آهن بر آن‌ها می‌بارد و برخی دیگر اقیانوس‌های زیرزمینی دارند. دانشمندان براین باورند که با مطالعه این اجرام می‌توان درباره مراحل نخست پیدایش کیهان نیز داده‌هایی به‌دست آورد. تنها در کهکشان راه شیری بیش از یک میلیارد سیاره فراخورشیدی هم‌اندازه زمین وجود دارد که احتمالا شرایط حیات را دارند.

مولکول‌ها و اتم‌ها بسامدهای خاصی از نور را جذب و منتشر می‌کنند و بدین‌وسیله ردی از خود به‌جای می‌نهند که با کمک طیف‌سنجی می‌توان حتی مقادیر اندک آن‌ها را نیز در فضا شناسایی کرد. می‌توان زمین را مثال زد که ساختار زمین‌شناختی آن سبب می‌شود پیوسته دی‌اکسیدکربن و متان تولید کند اما ارگانیسم‌های زنده متان بیشتری تولید می‌کنند.

متان به‌خودی خود نشانه وجود حیات نیست اما وفور برخی ترکیبات گازی مثل متان، دی‌اکسیدکربن، اکسیژن، ازن و آب می‌تواند نشان دهد که آیا شرایط زمین در کیهان منحصربه‌فرد است یا جاهای دیگری مثل زمین را نیز می‌توان یافت.

یکی از نخستین منظومه‌های فراخورشیدی که تلسکوپ فضایی وب از آن تصویر خواهدگرفت، تراپیست-1 است که 39 سال نوری از زمین فاصله دارد. این منظومه، ستاره کوچکی دارد که حدوداً هم‌اندازه سیاره مشتری است و هفت سیاره نیز به‌دور آن در گردش هستند و ممکن است سه مورد آن‌ها شرایط حیات داشته باشند. سه سیاره مذکور که سطحی سنگی دارند، در محدوده حیات‌پذیر ستاره واقع شده‌اند که در آن‌جا آب می‌تواند حالت مایع داشته باشد.

اما شکل حیات در آن سیاره‌ها ممکن است با شکل حیات روی زمین متفاوت باشد. هنوز نادانسته‌ها در این‌باره بسیار است و تلسکوپ وب شاید گام دیگری باشد در یافتن پاسخ این پرسش که جز انسان، چه آفریده‌هایی در این عالم زندگی می‌کنند.

تلسکوپ وب به شناسایی و مطالعه سیارات غیرقابل سکونت و نیز اجرام آسمانی منظومه شمسی نیز کمک خواهدکرد. داده‌های این تلسکوپ می‌تواند در یافتن پاسخ سوالاتی همچون نحوه شکل‌گیری سیاره‌ها، نحوه گسترش زندگی روی زمین و وجود حیات در سیاره‌های مجاور به‌کار آید.

طبق برنامه، تلسکوپ فضایی وب باید به ارتفاع 1.5 کیلومتری زمین ارسال می‌شد و در ناحیه‌ای موسوم به نقطه لاگرانژ بین زمین و خورشید جای می‌گرفت. این تلسکوپ پس از سفری یک ماهه به ناحیه‌ای موسوم به L2 می‌رسد. آن‌جا خورشید، زمین و تلسکوپ هر سه در یک راستا خواهند بود و چون زمین بین خورشید و تلسکوپ قرار می‌گیرد، تلسکوپ همواره در سمت تاریک زمین خواهد بود. در این ناحیه، تلسکوپ وب در اثر نیروی گریز از مرکز و تحت تاثیر کشش گرانشی متعادلی که از سمت خورشید و زمین بر آن وارد می‌شود، دور خورشید نیز خواهد چرخید. درنتیجه تلسکوپ می‌تواند در تمام طول سال همراه زمین دور خورشید بگردد.

آینه تلسکوپ فضایی جیمز وب

تصویر 3. آینه‌های شش‌ضلعی تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فروسرخ وب باید خنک باشد و از اجرام درخشان و داغ دور بماند تا احتمال اختلال‌ در کار آن به حداقل برسد. این تلسکوپ سپر نازک پنج‌لایه پلاستیکی با پوشش فلزی دارد که آن‌را از گرما حفظ می‌کند. یک سمت سپر که در معرض تابش آفتاب است، داغ می‌شود و با کمک صفحه‌های خورشیدی‌اش، نیروی موردنیاز تلسکوپ را تامین می‌کند.

آینه‌های شش‌ضلعی تلسکوپ وب از جنس بریلیوم هستند که وظیفه‌شان، متمرکز کردن نورهای ضعیف فلکی با دقتی مثال‌زدنی است. این مجموعه آینه باید طوری ساخته می‌شد که شکل خود را در دمای 233- درجه‌ سانتی‌گراد حفظ کند.

وقتی تلسکوپ جیمز وب به مدار گردش خود دور خورشید برسد، اجزای خود را به‌دقت و طی چند مرحله باز می‌کند که کلاً بیش از 29 روز طول خواهد کشید. نهایتا حدود 6 ماه طول می‌کشد تا تلسکوپ و ابزارهای آن راه‌اندازی و خنک شوند.



  5 دی 1400
0 نظر
5.00
  1 رای

نظرات کاربران

در حال بارگذاری