بالتيمور – حتى الآن كان الأمر بمثابة حلوى العين الآتية من السماء: اتساع الفضاء الأسود بنقط غامضة وغامضة من الضوء البعيد. كنا نظن أننا نعرف بالفعل الصور الشبحية لنبتون والمشتري والكواكب المجاورة الأخرى. يمكن رؤية السدم والمجرات من خلال عيون الأشعة تحت الحمراء المخترقة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي.
سمي التلسكوب على اسم مدير ناسا جيمس ويب أثناء هبوط أبولو على سطح القمر ، وهو مشروع مشترك بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية. تم إطلاقه قبل عام في عيد الميلاد – بعد عقدين – بمبلغ 10 مليارات دولار مهمة لمراقبة الكون في الأطوال الموجية لا يمكن للعين البشرية أن ترى. مع مرآة أساسية يبلغ عرضها 21 قدمًا ، يكون التلسكوب أقوى سبع مرات من سابقه ، تلسكوب هابل الفضائي. اعتمادًا على كيفية إجراء العمليات الحسابية ، تكلفك ساعة من وقت المراقبة في التلسكوب ناسا 19000 دولار أو أكثر.
لكن لا ناسا ولا علماء الفلك يدفعون كل هذا المال ورأس المال السياسي فقط مقابل صور جميلة – ولا أحد يشتكي.
وقالت نانسي ليفنسون ، المديرة المؤقتة لمعهد علوم تلسكوب الفضاء ، الذي يدير كلاً من ويب وهابل: “الصور الأولى هي مجرد البداية”. “هناك حاجة إلى المزيد لتحويلها إلى علم حقيقي.”
مستقبل مشرق (الأشعة تحت الحمراء)
لمدة ثلاثة أيام في ديسمبر ، ملأ حوالي 200 عالم فلك قاعة في المعهد لسماع ومناقشة النتائج الأولى من التلسكوب. وفقًا للمنظمين ، شاهد 300 شخصًا إضافيًا أو نحو ذلك عبر الإنترنت. كان هذا الحدث احتفالًا متأخرًا بالإطلاق الناجح للويب وافتتاحه واستعراضًا لمستقبله المشرق.
واحدًا تلو الآخر ، صعد علماء الفلك إلى المنصة ، وتحدثوا بسرعة للامتثال لحد الـ 12 دقيقة ، وانطلقوا في عالم من الاكتشافات. لقد أنتجت المجرات ، حتى في شبابها نسبيًا ، ثقوبًا سوداء فائقة الضخامة. دراسات الغلاف الجوي لبعض الكواكب الخارجية الصخرية السبعة التي تدور حول Trappist 1 ، وهو نجم قزم أحمر يمكنه دعم الكواكب الصالحة للسكن. (تشير البيانات إلى أن اثنين على الأقل من الكواكب الخارجية يفتقران إلى الغلاف الجوي السميك للهيدروجين البدائي الذي يمنع الحياة كما نعرفها ، ولكن قد يكون لهما أجواء متفرقة من جزيئات كثيفة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون.)
أعلن بيورن بينيكي من جامعة مونتريال ، الذي قدم بيانات عن أحد الكواكب الخارجية: “نحن في مجال الأعمال”.
أخذت ميغان رايتر من جامعة رايس زملائها في “غوص عميق” عبر كوزميك كليفس ، المركز الغائم لتشكيل النجوم في مجرة كارينا ، وهي قطعة مفضلة من الحلوى السماوية المبكرة. تعمل النفاثات القادمة من النجوم الجديدة ، وموجات الصدمة ، والإشعاع المؤين من النجوم الضخمة القريبة التي ولدت في الحرارة الحارة على إعادة تشكيل الجغرافيا الكونية بشكل مستمر ودفع تشكل النجوم الجديدة.
قال الدكتور رايتر في مقابلة: “يمكن أن يكون نموذجًا لما حدث عندما تشكلت شمسنا”.
بين العروض التقديمية ، على الهامش وفي الممرات ، قام كبار علماء الفلك الذين كانوا في متناول اليد عندما تم الإعلان عن فكرة تلسكوب ويب لأول مرة في عام 1989 بتهنئة بعضهم البعض وتبادل قصص الحرب حول تطوير التلسكوب. شهق الصغار بصوت مسموع وهم يطلعونهم على بيانات من هابل أدت إلى تدمير سجلاتهم الخاصة.
تتذكر جين ريجبي ، عالمة مشروع تشغيل التلسكوب ، اضطرابها العاطفي قبل عام عندما اقترب التلسكوب أخيرًا من إطلاقه. تم تصميم الأداة للتوسع في الفضاء – وهي عملية معقدة مع 344 “فشل من نقطة واحدة” – ويمكن للدكتور ريجبي حسابها مرارًا وتكرارًا.
قال في بالتيمور: “كنت في حالة إنكار”. لكن الإطلاق والنشر لا تشوبهما شائبة. الآن ، قالت ، “أنا أعيش الحلم”.
قال غارث إلينجورث ، عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، الذي قاد الاجتماع المحوري في معهد علوم تلسكوب الفضاء في عام 1989 ، والذي أدى في النهاية إلى ويب: “لقد ذهلت”.
في حفل استقبال بعد اليوم الأول من الاجتماع ، رفع جون ماذر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وكبير علماء مشروع ويب منذ البداية زجاجًا إلى 20 ألف شخص قاموا ببناء التلسكوب و 600 عالم فلك اختبروه في الفضاء. جيل جديد من العلماء سيستخدمها.
قال “بعضكم لم يولد حتى عندما بدأنا التخطيط له”. “ابق فيه!”
آلة إرجاع في اتجاه واحد
حتى الآن ، فاق التلسكوب بكاميراته ومناظير الطيف وأدوات أخرى التوقعات. (قوته التحليلية هي ضعف ما هو معلن عنه). أفاد الدكتور ريجبي أن إطلاق التلسكوب الخالي من العيوب ترك وقودًا للمناورة يكفي للعمل لمدة 26 عامًا أو أكثر.
“هذه أرقام سعيدة” ، كما قال ، بينما كان هو وزملاؤه يدققون في أرقام الأداء لآلاتهم الموسيقية. حذر الدكتور ريجبي من أن أدوات التلسكوب لا تزال قيد المعايرة ، لذا لا يزال من الممكن تغيير الأرقام. استعد لإعادة حساب نتائجك بضغطة زر ، قال لمجموعة من علماء الفلك في بهو الفندق: “وإلا ، فسوف تكره حياتك”.
تتضمن أكبر مفاجأة تلسكوب ويب أحداثًا حدثت في أوائل آلاف السنين من الكون. المجرات تتشكل وتشكل وتتراكم النجوم بشكل أسرع من النماذج الكونية المقدرة التي تم اختبارها في المعارك.
“كيف عمر المجرات بهذه السرعة؟” سأل الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء وعالم الكونيات آدم رايس من جامعة جونز هوبكنز.
استكشاف تلك المقاطعة – “الربيع الكوني” الذي يسميه عالم الفلك – هو هدف العديد من التعاون الدولي مع الاختصارات السريعة مثل JADES (المسح المتقدم العميق خارج المجرة) ، CEERS (التطور الكوني لعلوم الإطلاق المبكر) ، GLASS (Grism Lens-Amplified) . الاستكشاف من الفضاء) و PEARLS (المناطق الرئيسية خارج المجرة لإعادة التأين وعلوم العدسة).
تعد رؤية Webb بالأشعة تحت الحمراء أمرًا أساسيًا لهذه الجهود. مع توسع الكون ، تبتعد المجرات والأجرام السماوية البعيدة عن الأرض بسرعة كبيرة بحيث يتم شد ضوءها وتحويله إلى أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء غير المرئية. بعد نقطة معينة ، تنحسر المجرات الأبعد بسرعة ، ويمتد ضوءها إلى أطوال موجية ، بحيث لا يمكن رؤيتها حتى بالنسبة لتلسكوب هابل.
عندما بدأت المجرات الأولى في الازدهار بالنجوم ، تم تصميم تلسكوب ويب لكشف واستكشاف هذه المناطق ، التي تمثل كونًا عمره مليار عام فقط.
لاحظت إيما كيرتس ليك من جامعة هيرتفوردشاير وعضو في فريق جاديس أن “المادة تبرد وتصبح كثيفة بدرجة كافية لإشعال النجوم. بلغ معدل تشكل النجوم ذروته عندما كان عمر الكون أربعة مليارات سنة ، وأضافت ، و منذ ذلك الحين كان عمر الكون 13.8 مليار سنة.
يقيس علماء الفلك المسافات الكونية بواسطة معلمة تسمى الانزياح الأحمر ، والتي تشير إلى مقدار الضوء الممتد من جسم بعيد. قبل بضعة أشهر ، كان الانزياح الأحمر بمقدار 8 ، المقابل لفترة كان عمر الكون حوالي 646 مليون سنة ، يعتبر انزياحًا أحمر مرتفعًا. دكتور. بفضل Curtis-Lake وزملائه ، أصبح للكون الآن انزياح أحمر قياسي قدره 13.2 مقارنةً بعمر 325 مليون سنة فقط.
دكتور. قام كورتيس-ليك وفريقه بتوجيه التلسكوب إلى منطقة من السماء تُعرف باسم GOODS South ، بحثًا عن المجرات التي لم يتمكن هابل من العثور عليها. من المؤكد أنه كان هناك أربعة منهم ، أشباح في ضباب حرارة الخلق. أكدت القياسات اللاحقة أنها كانت سابقة بالفعل.
قال براندت روبرتسون عضو جاديس من جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز: “لا نريد أن نقول إننا نصدق ذلك – علنًا”.
من غير المتوقع أن يستمر السجل طويلاً. أبلغ تعاون CEERS عن مجرة مرشحة يمكن أن تحتوي على 16 انزياح أحمرعمر الكون 250 مليون سنة فقط.
في النظريات الحالية للكون المبكر ، يناقش الخبراء بالفعل ما إذا كانت هذه المجرات فائقة الكتلة تكشف عن شيء أساسي لا يمكن ملاحظته. ربما بعد ذلك بعض المجال أو التأثير أدى إلى زيادة قوة الجاذبية وتسريع نمو المجرات والثقوب السوداء. أو ربما تعكس التناقضات عدم اليقين العلمي بشأن التفاصيل الفوضوية لتشكيل النجوم – “فيزياء المعدة” -.
على مدار العشرين عامًا الماضية ، طور علماء الفلك “نموذجًا قياسيًا” صلبًا للكون يحتوي على الطاقة المظلمة ، والمادة المظلمة ، وكمية صغيرة من المادة النووية. وقالت الدكتورة كيرتس ليك في مقابلة إن من السابق لأوانه كسر هذا النمط. يلاحظ ويب قبل ثلاثة عقود. وقال “نحن في المراحل الأولى”.
وقع الخطاب الأخير على الدكتور ماذر. لخص تاريخ التلسكوب وألقى صرخة لباربرا ميكولسكي ، السناتور السابق من ولاية ماريلاند الذي دافع عن البرنامج في عام 2011 عندما كان معرضًا لخطر الإلغاء. كما قام بمعاينة الشيء الكبير التالي لناسا: تلسكوب فضائي بطول 12 مترًا يسمى مرصد العوالم الصالحة للسكن والذي سيبحث عن الكواكب ويدرسها.
قال: “كل ما فعلناه كان يستحق العناء”. “ها نحن ذا: إنه حفل احتفالي ، أول نظرة على ما هو موجود هنا. إنه ليس آخر شيء سنفعله.
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”