كيف غير تلسكوب جيمس ويب الفضائي علم الفلك في عامه الأول

مع اقتراب عيد الميلاد العام الماضي ، اجتمع علماء الفلك وعشاق الفضاء من جميع أنحاء العالم لمشاهدة الإطلاق الذي طال انتظاره لتلسكوب جيمس ويب الفضائي. على الرغم من كونه قطعة هندسية مذهلة ، إلا أن التلسكوب لم يخلو من الخلافات – سمي على اسم مسؤول سابق في ناسا متهم بالتخلف عن الميزانية والتأخر عن الجدول الزمني. الشذوذ الجنسي.

على الرغم من الجدل الدائر حول اسم التلسكوب وتاريخه ، فقد أصبح شيء واحد واضحًا هذا العام – الإمكانات العلمية لـ JWST رائعة. بدأت عملياتها العلمية في يوليو 2022 ، وقد سمحت بالفعل لعلماء الفلك باكتساب وجهات نظر جديدة وكشف الألغاز حول مجموعة واسعة من موضوعات الفضاء.

أهم مهمة لـ JWST هي واحدة من أكثر المشاريع طموحًا في التاريخ الحديث لعلم الفلك: لإلقاء نظرة على بعض المجرات الأولى التي تشكلت عندما كان الكون جديدًا تمامًا.

نظرًا لأن الضوء يستغرق وقتًا للانتقال من مصدره على الأرض إلينا ، فمن خلال النظر إلى المجرات الأبعد ، يمكن لعلماء الفلك النظر إلى الوراء في الوقت المناسب لرؤية أقدم المجرات التي تشكلت قبل 13 مليار سنة.

على الرغم من ذلك بعض النقاش من بين علماء الفلك القلقين بشأن دقة بعض الاكتشافات الأولى للمجرات المبكرة – لم تتم معايرة أداة JWST بالكامل ، لذلك كان هناك مجال للمناورة حول عمر المجرات الأبعد – تدعم أحدث الاكتشافات اكتشاف JWST. مجرات من أول 350 مليون سنة بعد الانفجار العظيم.

وهذا يجعلها أقدم المجرات التي تمت ملاحظتها على الإطلاق ، ولديه بعض المفاجآت ، مثل كونها أكثر سطوعًا مما كان متوقعًا. هذا يعني أن هناك الكثير لنتعلمه حول كيفية تشكل المجرات في بدايات الكون.

يتم تحديد هذه المجرات المبكرة باستخدام المسوحات الصور الميدانية العميقة، والذي يستخدم Webb للنظر إلى بقع كبيرة من السماء قد تبدو فارغة للوهلة الأولى. تفتقر هذه المناطق إلى الأجسام الساطعة مثل كواكب النظام الشمسي ، وتقع بعيدًا عن مركز مجرتنا ، مما يسمح لعلماء الفلك بالبحث في أعماق الفضاء للعثور على هذه الأجسام البعيدة جدًا.

تمكن JWST من اكتشاف ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية لأول مرة واكتشف مؤخرًا عدة مركبات في الغلاف الجوي لكوكب WASP-39b ، بما في ذلك بخار الماء وثاني أكسيد الكبريت. وهذا يعني أن العلماء لا يمكنهم فقط رؤية تكوين الغلاف الجوي للكوكب ، ولكن يمكنهم أيضًا رؤية كيفية تفاعل الغلاف الجوي مع الضوء من النجم المضيف للكوكب ، حيث يتم إنشاء ثاني أكسيد الكبريت عن طريق التفاعلات الكيميائية مع الضوء.

إذا أردنا العثور على كواكب شبيهة بالأرض والبحث عن الحياة ، فإن التعرف على الغلاف الجوي للكواكب الخارجية أمر بالغ الأهمية. يمكن للأجيال السابقة من الأدوات تحديد الكواكب الخارجية وتحديد المعلومات الأساسية مثل كتلتها أو قطرها ومدى دورانها عن نجمها. لكن لفهم ما سيكون عليه الحال على أحد هذه الكواكب ، نحتاج إلى معرفة غلافها الجوي. باستخدام البيانات من JWST ، يمكن لعلماء الفلك البحث عن كواكب صالحة للسكن خارج نظامنا الشمسي.

ليست الكواكب البعيدة فقط هي التي تجذب انتباه JWST. بالقرب من المنزل ، تم استخدام JWST لدراسة الكواكب في نظامنا الشمسي نبتون والمشتري ، وسيتم استخدامها قريبًا لدراسة أورانوس. من خلال النظر في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، تمكن JWST من تحديد ميزات مثل الشفق القطبي لكوكب المشتري ورؤية واضحة للبقعة الحمراء العظيمة. تعني الدقة العالية للتلسكوب أنه يمكن رؤية الأجسام الصغيرة حتى مقابل سطوع الكواكب ، مثل حلقات كوكب المشتري التي نادرًا ما تُرى. كما أنها التقطت أوضح صورة لحلقات نبتون منذ أكثر من 30 عامًا.

كان المسبار الرئيسي الآخر JWST الذي تم إجراؤه هذا العام هو المريخ. كوكب المريخ هو أفضل كوكب تمت دراسته خارج الأرض ، حيث استضاف العديد من المركبات الجوالة والمركبات المدارية ومركبات الهبوط على مر السنين. وهذا يعني أن علماء الفلك بدأوا في فهم نظام الغلاف الجوي بشكل أفضل والتعرف على نظام الطقس الخاص به. نظرًا لأن المريخ شديد السطوع وقريب جدًا ، فمن الصعب جدًا على تلسكوب فضائي حساس مثل JWST أن يدرس. لكن هذه العوامل جعلت منه أرضية اختبار مثالية لمعرفة ما كان التلسكوب الجديد قادرًا عليه.

تم استخدام JWST كل من الكاميرات وأجهزة الطيف الخاصة بها تُظهر دراسة المريخ أن تكوين غلافه الجوي يتطابق تقريبًا تمامًا مع النمط المتوقع من البيانات الحالية ، مما يوضح مدى دقة أدوات JWST لهذا النوع من الاستقصاء.

مهمة أخرى لـ JWST هي التعرف على دورة حياة النجوم ، والتي يفهمها علماء الفلك حاليًا في الضربات العريضة. يرون سحبًا من الغبار والغاز تتشكل عقدة تجمع المزيد من المواد قبل أن تنهار لتشكل نجومًا أولية. يتعلمون أيضًا عن مناطق تكون النجوم ولماذا تتشكل النجوم في مجموعات.

يعتبر JWST مفيدًا بشكل خاص لدراسة هذا الموضوع لأن أدوات الأشعة تحت الحمراء الخاصة به تسمح لنا بالرؤية من خلال سحب الغبار لرؤية مناطق تشكل النجوم. تظهر الصور الأخيرة تطور النجوم الأولية وتبحث عن مناطق تكون فيها النجوم كثيفة مثل السحب التي تتجمع وتشتهر بها أركان الخلق في سديم النسر. عن طريق تصوير هذه الهياكل أطوال موجية مختلفةيمكن لأجهزة JWST مراقبة الجوانب المختلفة للغبار وتشكل النجوم.

عند الحديث عن أركان الخلق ، فإن أحد أعظم ميراث JWST هو المكان المذهل الذي احتلته في أذهان الجمهور. من الإثارة الدولية التي كشفت عن صور التلسكوب الأولى في يوليو لقطات جديدة لمشاهد مصغرة مثل الأعمدة ، صور الويب منتشرة في كل مكان هذا العام.

وكذلك رهيبة سديم كارينا و أول مجال عميقتشمل الصور الأخرى التي تستحق الإعجاب بها لمدة دقيقة منحوتات النجوم سديم الرتيلاء“حلقات الأشجار” المتربة النجم الثنائي هو Wolf-Rayet 140وتألق دنيوي آخر كوكب المشتري في الأشعة تحت الحمراء.

تستمر الصور في الظهور: في الأسبوع الماضي ، تم إصدار صورة جديدة قلب متوهج مشرق المجرة NGC 7469.

ها هي عام من الاكتشافات المذهلة ، وهناك المزيد في المستقبل.