جیمز وب در عمق فضا به‌دنبال پرسشی درباره کیهان غول‌پیکر

تصاویر شگفت‌انگیزی که برای نخستین‌بار فضا را با جزئیات نشان می‌داد، تعجب دانشمندان را به‌همراه داشت. این تلسکوپ که به‌عنوان جایگزینی برای تلسکوپ هابل راهی فضا شد، تاکنون اطلاعات ارزشمندی را به زمین مخابره کرده و امید می‌رود اطلاعات و تصاویری که ثبت و ارسال کرده و خواهد کرد، بتوانند راهی برای پیشرفت بیشتر دانشمندان در زمینه‌های فضایی و شناخت بیشتر انسان از فضا و کهکشان باز کنند. جیمز وب به‌واسطه ابزار‌های با رزولوشن و حساسیت بالایی که در آن به‌کار رفته، قادر است تصاویر بسیار باکیفیت و با جزئیات را ثبت کند که تاکنون هیچ تلسکوپ دیگری نتوانسته از کهکشان و فضا شکار کند. حالا سراغ این رفته‌ایم که تلسکوپ جیمز وب در یک‌سالی که گذشت چه دستاورد‌ها و آورده‌هایی برای دانشمندان داشته است.

 کشف غبار کربن الماس‌مانند

به گزارش space، تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین غبار کربن شناخته‌شده را در یک کهکشان کشف کرده است که نشان می‌دهد اولین کهکشان‌ها پس از انفجار بزرگ سریع‌تر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، شکل گرفته‌اند. تیمی از ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی قدرتمند، نشانه‌هایی از عنصری را مشاهده کرده‌اند که بخش اصلی حیات را در ۱۰ کهکشان مختلف تشکیل می‌دهد که از همان یک‌میلیارد سال پس از انفجار بزرگ وجود داشتند. کشف غبار کربن بلافاصله پس از انفجار بزرگ می‌تواند نظریه‌های مربوط به تکامل شیمیایی جهان را متزلزل کند؛ چراکه فرآیند‌هایی که عناصر سنگین‌تری مانند کربن را ایجاد و پراکنده می‌کنند باید مدت‌ها پیش‌تر از سن این کهکشان‌های جوان در زمان شناسایی شدن توسط جیمز وب تشکیل شده باشند. یافته‌های جالب‌توجه اینجاست که ما می‌توانیم به‌طور مستقیم ویژگی‌های این دانه‌های غبار را در زمان‌های اولیه مشاهده کنیم که بر پایه کربن هستند. این تیم محقق، با بررسی طیف نوری ساطع‌شده از آنها، غبار کربن کشف‌شده را در نمونه گرفته‌شده از کهکشان شناسایی کرده‌اند. ردیابی‌هایی از این دست به‌دلیل جذب و انعکاس عناصر نوری درطول موج‌های مشخص صورت می‌گیرد، به این معنی که آن‌ها نشانی از خود در نور منابعی مانند کهکشان‌ها و ستارگان باقی می‌گذارند. کیهان در ابتدا عمدتا از هیدروژن و هلیوم با آثار کوچکی از برخی عناصر سنگین‌تر تشکیل شده است و طبیعتا باید ترکیبی مشابه از این عناصر سبک داشته باشند. مدل‌های تکامل شیمیایی کیهان نشان می‌دهد که عناصر سنگینی، چون کربن و اکسیژن در کوره‌های هسته‌ای در قلب ستاره‌ها ساخته می‌شوند. زمانی که سوخت اولیه ستاره‌ها برای همجوشی هسته‌ای به اتمام می‌رسد و به پایان عمرشان نزدیک می‌شوند، در ابرنواختر‌ها منفجر شده و مواد ساخته‌شده را در کیهان پراکنده می‌کنند. زمانی که تکه‌های متراکم این غبار فرو می‌ریزند، این ماده به بلوک‌های سازنده نسل بعدی ستارگان تبدیل می‌شود که درنتیجه عناصر سنگین غنی‌تری داشته و در کهکشان‌های مشابهی قرار می‌گیرند. طول موج‌های نوری که از کهکشان‌های اولیه ساطع می‌شود، با انبساط کیهان درطول میلیارد‌ها سال نوری کشیده می‌شود، بنابراین میلیارد‌ها سال طول می‌کشد تا به ما برسد. این منجر به انتقال نور فرابنفش کهکشان‌ها به‌سمت پایین طیف الکترومغناطیسی می‌شود؛ فرآیندی که به آن «تغییر سرخ» اطلاق می‌شود. هرچه کهکشان دورتر بوده و درنتیجه مدت زمان بیشتری از تشکیل آن می‌گذرد، انتقال به سرخ شدیدتر می‌شود، به این معنی که نور از اولین کهکشان‌ها به طول موج‌های فروسرخ کشیده می‌شود. نور این کهکشان‌ها طی ۱۲ میلیارد و ۸۰۰ میلیون سال از کیهان عبور می‌کند و حالا با عنوان نور مادون قرمز وجود دارند.

 جیمز وب به‌دنبال پرسشی درباره کیهان غول‌پیکر در عمق فضاست

به گزارش space، جیمز وب هنوز درحال پاسخ دادن به پرسش‌های مطرح‌شده درباره شکل‌گیری کیهان است. چندی پیش، تیم تلسکوپ فضایی جیمز وب در آژانس فضایی اروپا تصویری را منتشر کرد که دقیق‌ترین نگاه موجود را به دو ستاره جوان درحال شکل‌گیری فعال در فاصله ۱۴۷۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی vela ارائه می‌دهد. در اصل تصویر مخابره‌شده، ستارگان موسوم به Herbig-Haro ۴۶/۴۷ با دایره‌ای از موادی احاطه شده‌اند که باعث رشد ستاره‌ها طی میلیون‌ها سال می‌شوند. اما درست زیر آن ستارگان، در پس‌زمینه تصویر خیره‌کننده از اعماق فضا، جسمی شبیه به علامت سوال خودنمایی می‌کند و ماهیت آن دقیقا مشخص نیست. اما برخی دانشمندان عنوان کرده‌اند که این علامت می‌تواند یک کهکشان دور یا کهکشان بالقوه‌ای درحال فعالیت باشد و رنگ قرمز آن نشان می‌دهد که این جسم، هرچه هست در فاصله‌ای بسیار دور قرار گرفته و این ممکن است اولین‌باری باشد که ستاره‌شناسان این علامت سوال کیهانی را مشاهده می‌کنند. استادیار فیزیک دانشگاه ایالتی ایلینوی معتقد است که این جرم ممکن است دو کهکشان درحال ادغام باشند. این دو ویژگی متمایز به راحتی می‌توانند کهکشان‌ها را در پس‌زمینه با هم ادغام کنند، به‌طوری که قسمت بالایی علامت سوال بخشی از یک کهکشان بزرگ‌تر است که به‌طور جزر و مدی مختل می‌شود. 

 کشف آب در فضا

به گزارش CNN، ستاره‌شناسان بخار آب را درحال چرخش نزدیک به یک ستاره نزدیک شناسایی کرده‌اند که نشان می‌دهد سیاراتی که در اطراف آن شکل می‌گیرند، ممکن است روزی بتوانند حیات در کهکشان‌ها را امکان‌پذیر کنند. منظومه شمسی جوان موسوم به PDS ۷۰ حدود ۳۷۰ سال نوری از ما فاصله دارد. ستاره‌ای که در مرکز آن قرار دارد حدود ۵.۴ میلیون سال دارد و از خورشید سردتر است. دو سیاره غول‌پیکر گازی شناخته‌شده درحال چرخش هستند و محققان به‌تازگی به این نتیجه رسیده‌اند که یکی از آن‌ها یعنی PDS ۷۰b ممکن است مدار خود را با سیاره سومی به اشتراک بگذارد که در آنجا شکل می‌گیرد. دو صفحه لازم برای شکل‌گیری ستاره‌ها و سیارات یعنی گاز و غبار، این ستاره را احاطه کرده‌اند. صفحه‌های داخلی و خارجی با شکافی به‌طول هشت میلیارد کیلومتر از هم جدا شده‌اند. غول‌های گازی در این شکاف قرار دارند، جایی که به دور ستاره می‌چرخند. ابزار فروسرخ میانی تلسکوپ جیمز وب، وجود بخار آب را در صفحه داخلی، در فضا کمتر از ۱۶۰ میلیون کیلومتری از ستاره شناسایی کرده است. ستاره‌شناسان بر این باورند که اگر PDS ۷۰ چیزی شبیه منظومه شمسی ما باشد، سیارات کوچک و سنگی شبیه به سیارات منظومه شمسی می‌توانند در آن شکل بگیرند. در منظومه ما، زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری از خورشید می‌چرخد. پیش‌تر هم آب در صفحه‌های دیگر از سیاره‌های دورتر دیده شده بود، اما پیش از تصاویر به‌دست آمده از جیمز وب، دانشمندان قادر به این اندازه‌گیری‌ها نبودند. مقدار گاز و غبار در این صفحه‌ها درطول زمان به‌دلیل فعالیت ستاره‌ها و چسبیدن مواد به یکدیگر که سیارات را تشکیل می‌دهند، کاهش می‌یابد. پیش از این، آب در یک صفحه تشکیل‌دهنده سیاره مشاهده نشده بود و باعث شد اخترشناسان بر این باور باشند که بخار آب نمی‌تواند در چنین دوره‌های طولانی از تشعشعات ستاره‌ای دوام بیاورد و هر سیاره سنگی که در آنجا تشکیل می‌شود، خشک خواهد بود. دانشمندان درباره چگونگی تشکیل بخار آب اشاره کرده‌اند که ممکن است اتم‌های هیدروژن و اکسیژن با هم ترکیب شوند و مولکول‌های آب را درون صفحه‌های داخلی تشکیل دهند یا ذرات غبار یخی از صفحه بیرونی خنک‌تر به صفحه درونی داغ حرکت کرده و باعث تبدیل یخ به بخار شوند. بخار آب به‌رغم نزدیکی به ستاره، احتمالا ثابت مانده است؛ چراکه غبار آن را از تجزیه شدن توسط تابش فرابنفش ستاره محافظت می‌کند. تیم تحقیقاتی جیمز وب قصد دارد در آینده، این سیستم را با وب بیشتر مورد بررسی قرار دهد تا با شکل‌گیری یک منظومه سیاره‌ای بیشتر آشنا شود. 

 منبع: فرهیختگان