نگاهی به مهمترین دستاوردها و تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب تا امروز

در این مطلب نگاهی به مهمترین تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب خواهیم داشت. تلسکوپ جدید ناسا توانسته با قدرت بالای خود همه را شگفت‌زده کند.

اولین تصاویر منتشر شده از تلسکوپ فضایی جیمز به قدری شگفت‌انگیز بودند که همه ما را غافلگیر کرد. این تلسکوپ تنها در عرض دو ماه توانست تصاویری را ثبت کند که هیچ‌کس پیش‌بینی نمی‌کرد..

تلسکوپ فضایی جیمز وب چهره جدیدی از سیاره‌ها، سحابی‌ها، کهکشان‌های نزدیک و کیهان‌های دور را به ما نشان داد. با اینکه پنج تصویر اولی که توسط جیمز وب ثبت و منتشر شد، خارق‌العاده بودند، ولی این کاوشگر به فعالیت خود ادامه همچنان ادامه می‌دهد و تصاویر و ویژگی‌هایی از کیهان را ارسال می‌کند که تاکنون ناشناخته بودند.

تعداد کمی از این تصاویر تا به امروز منتشر شده‌اند و بسیاری از مردم و حتی منجمان هرگز همه آنها را ندیده‌اند. در ادامه مهمترین دستاوردها و تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز که تا به امروز ثبت شده است را می‌بینیم.

بررسی مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب از بخش‌های مختلف هستی

وسیع‌ترین منظره‌ای که از اعماق فضا تاکنون داشتیم‌، توسط تلسکوپ هابل گرفته شده بود. کهکشان چرخ گاری که در پایین تصویر آن آمده است، نمونه‌ای حیرت‌انگیز از یک کهکشان حلقوی ناقص است. در این کهکشان، هسته مرکزی ستارگان قدیمی و حلقه درخشان ستارگان جدید توسط پل باریکی از گازها و ستارگان به هم متصل شده‌اند.

علت به وجود آمدن این حلقه، یک کهکشان در هم تنیده است که به کهکشان چرخ گاری برخورد کرده و در سمت چپ بالای تصویر قرار دارد. در نتیجه این برهم کنش ستاره‌های جدیدی تشکیل شده‌اند.

در جولای ۲۰۲۲ (تیرماه ۱۴۰۱) تلسکوپ فضایی جیمز وب دنیای جدیدی را به ما نشان داد. این تصویر که توسط دوربین فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب گرفته شده است، ویژگی‌های مختلف کهکشان چرخ گاری و اجرام کنار آن را با چنان دقتی نشان می‌دهد که تلسکوپ هابل قادر به ثبت آن نبود.

هابل نسبت به جیمز وب سایز کوچک‌تر، وضوح کمتر و دمای بالاتری دارد و همچنین ابزارهای اندازه‌گیری آن از دقت پایین‌تری برخوردار هستند. همه این قابلیت‌ها در جیمز وب بسیار پیشرفته‌تر و دقیق‌تر هستند و همین موجب می‌شود ویژگی‌هایی را در کیهان ببینیم که قبلا ندیده بودیم.

این تصویر توسط ۱۰ فیلتر مختلف جیمز وب گرفته شده است؛ ۶ فیلتر فروسرخ نزدیک و ۴ فیلتر فروسرخ میانی. در نتیجه همه ویژگی‌ها از جمله ستارگان، گاز، گرد و غبار و نشانه‌های مولکولی مختلف را می‌تواند به یکباره آشکار کند. علاوه بر اینها، می‌تواند نشان دهد که در کدام مناطق ستاره‌ها در حال شکل‌گیری هستند و یا در آینده در کجا شکل می‌گیرند.

این نما از سیاره مشتری که یکی از مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب به حساب می‌آید، توسط سه فیلتر مختلف دوربین فروسرخ نزدیک این تلسکوپ گرفته شده است. این فیلترها شامل کانال ۳.۶ میکرونی قرمز رنگ، کانال ۲.۱۲ میکرونی زرد و سبز و کانال ۱.۵ میکرونی آبی رنگ می‌شود. همه این طول موج‌ها با توجه به چرخش سیاره به بهترین شکل ممکن در یک راستا قرار گرفتند و سپس با یکدیگر ترکیب شدند تا این تصویر فوق‌العاده خلق شود.

در این گیف، نمای منحصر به فرد دوربین فروسرخ جیمز وب از سیاره مشتری را می‌بینیم. علاوه بر نوارها، لکه قرمز بزرگ و غبار اتمسفر که در مرز روز و شب سیاره مشتری قابل مشاهده است، تعدادی ماه، حلقه و شفق قطبی نیز دیده می‌شوند.

اگر کمی دقت کنید، متوجه لکه‌های کم نوری در تصویر می‌شوید. این لکه‌ها در واقع کهکشان‌های دوردستی هستند که به ندرت در یک قاب با یک جرم سیاره مانند درخشان دیده می‌شوند؛ اما دوربین‌های فوق پیشرفته جیمز وب می‌تواند آنها را هم نشان دهد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب با تصویربرداری فروسرخ می‌تواند سیارات فراخورشیدی را به طور مستقیم مشاهده کند.  تلسکوپ جیمز وب به کمک تاج‌نگاری خود که کنتراست بالایی دارد توانست نور ستاره HIP 65426 را مسدود کرده و از این طریق متوجه یکی از مهمترین تصاویر خود از یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی بشود.

با ترکیب دو فیلتر فروسرخ نزدیک و دو فیلتر فروسرخ میانی می‌توان این سیاره را مشاهده کرد. این سیاره ۱۰ هزار بار کم نور‌تر از ستاره‌ای است که به دور آن می‌چرخد. سیارات فراخورشیدی در حال گذر در طول موج‌های مختلف، مقدار یکسانی از نور ستاره را مسدود نمی‌کنند؛ بلکه در طول موج‌های مختلف، نسبت‌های متفاوتی از نور را جذب و منتقل می‌کنند.

همانطور که اتمسفر زمین ترجیحا نور سرخ را منتقل و نور آبی را پراکنده می‌کند، سیاره فراخورشیدی WASP-39b نسبت‌های مختلف نور را بسته به طول موج آنها از اتمسفر خود عبور می‌دهد. این موضوع توسط تلسکوپ جیمز وب قابل شناسایی است.

جیمز وب از همین طریق (طیف سنجی) توانست متوجه حضور آب در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی شود. اندازه‌گیری‌های انجام شده بر روی WASP-39b وجود مقدار زیادی کربن دی اکسید را در جو آن نشان می‌دهد. بدون شک، به کمک جیمز وب می‌توان مولکول‌های بیشتری در غلظت‌های مختلف در سرتاسر کیهان یافت.

تصویری که توسط دوربین فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب از سحابی رتیل گرفته شد، از نظر وضوح بالاتر است و نسبت به تمام تصاویر قبلی طول موج گسترده‌تری را پوشش می‌دهد. اکنون با کمک تصاویر قبلی که از هابل به دست آورده بودیم، می‌توانیم نحوه شکل‌گیری ستاره‌ها را بدون در نظر گرفتن خوشه کهکشانی محلی با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم.

یک ابرخوشه ستاره‌ای جوان به نام R136 در قلب سحابی رتیل یافت شده است که پرجرم‌ترین ستاره‌های شناخته شده درون آن قرار دارند. یکی از این ستاره‌ها R136a1 با جرم خورشیدی ۲۶۰ است که سنگین‌ترین ستاره شناخته شده محسوب می‌شود. این ابرخوشه بزرگ‌ترین محل تشکیل ستاره‌ها در گروه محلی است که احتمالا صدها هزار ستاره جدید را تشکیل خواهد داد. به همین خاطر در زمره مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب قرار گرفته است.

همانطور که تصویربرداری طیف‌سنجی جیمز وب نشان می‌دهد، مواد شیمیایی مانند هیدروژن اتمی، هیدروژن مولکولی و ترکیبات هیدروکربنی قسمت‌های مختلف سحابی رتیل را اشغال کرده‌اند. از این طریق متوجه می‌شویم که یک منطقه ستاره‌ساز چقدر می‌تواند متفاوت باشد.

این گیف، نشان دهنده‌ی گذر بین تصاویر مختلف دوربین‌های فروسرخ نزدیک جیمز وب یعنی ستاره‌های جدید و غبارهایی که نور را جذب می‌کنند، است. این تصاویر در نهایت با تصاویری که توسط دوربین فروسرخ میانی گرفته شده مقایسه می‌شود. در دوربین فروسرخ میانی، غبارهای گرم درخشان و ستاره‌ها عملا نامرئی هستند.

نمایی که جیمز وب در اختیار ما می‌گذارد بسیار فراتر از آن چیزی است که هابل ارائه می‌دهد. این تصاویر با طول موج‌ها و رزولوشنی ارائه می‌شوند که قبلا هرگز به آنها دسترسی نداشتیم. از این رو یکی از مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب به حساب می‌آيد.

خوشه‌های انکسار تلسکوپ فضایی جیمز وب که با جزئیات زیاد در اطراف ستاره 2MASS J17554042+6551277 دیده می‌شوند، همان خوشه‌هایی هستند که در اولین تصاویر انطباقی دیده شدند. با کمک این تلسکوپ، جزئیات باشکوه کهکشان‌های پس‌زمینه دیده می‌شود و در نهایت می‌توان از داده‌هایی که سال‌ها پیش به دست آمده بود، استفاده کرد.

این تصویر که ظاهرا کوچک به نظر می‌رسد، نسخه کوچک شده‌ای از میدان دید ۱۴۰ مگاپیکسلی جیمز وب است که پس از تراز و کالیبره شدن تلسکوپ، به طور کامل توسط اخترشناسان بررسی شد. ستاره درخشانی که در پایین سمت چپ تصویر می‌بینید، اولین تصویر تراز شده جیمز وب است.

این تصویر، نمایی با رزولوشن کامل از تنها یک درصد میدان دیدی است که برای تصویربرداری از ستاره 2MASS J17554042+6551277 استفاده شد. این ستاره به عنوان اولین سوژه برای سنجش هم‌ترازی جیمز وب انتخاب شده بود. در این تصویر حدود ۱۰۰ کهشان دیده می‌شوند؛ از این رو می‌توان نتیجه گرفت که در تصویر کاملی که در میدان دید جیمز وب بوده است، حدود ده هزار کهکشان قابل مشاهده بودند.

نتایج اولیه برنامه GLASS Early Release Science بیش از ۲۰۰ منبع را نشان می‌دهد که طیف‌های مختلف سرخ‌گرایی و جرم‌های متفاوتی را شامل می‌شوند.  این موضوع به ما یاد می‌دهد که کهکشان‌ها چگونه در تکامل کیهانی جرم‌های مختلفی پیدا کرده‌ و چه مراحلی را گذرانده‌اند. همچنین تعدادی کهکشان بسیار پرجرم، بسیار قدیمی و در عین حال بسیار تکامل یافته را به ما نشان می‌دهد.

این تصویر که Cosmic Evolution Early Release نام دارد، رکورد بزرگ‌ترین تصویر میدان ژرف ثبت شده توسط جیمز وب را شکسته است. این رکورد قبلا متعلق به اولین تصویر همگرایی خوشه‌ای بود.

این تکه کوچک از آسمان که در نزدیکی دسته دب اکبر قرار دارد، ۲۰۰ کهکشان صفحه‌ای درخشان را در خود جای داده است که در ۳ میلیارد سال اول تاریخ پیدایش کیهان یافت شده‌اند. ۳ میلیارد سال خیلی زیاد است؛ اما می‌تواند اطلاعات زیادی درمورد شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها در اختیار ما بگذارد.

این تصویر از ستاره ایرندل-Earendel (که در حال حاضر دورترین ستاره شناخته شده به حساب می‌آید) توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب ثبت شده است. ۸ فیلتر فروسرخ نزدیک جیمز وب این ستاره را رصد کرده‌اند. منجمان از این طریق توانستند تشخیص دهند که نور این ستاره حدود یک میلیون برابر خورشید است و دمای سطح آن نیز به ۱۵۰۰۰ درجه کلوین می‌رسد.

مشاهدات بعدی، از جمله طیف و گستره در اواخر سال ۲۰۲۲ انجام خواهد شد؛ بنابراین در لیست بعدی مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب هم احتمالا ستاره ایرندل حضور دارد.

در کهکشان مارپیچی NGC 7496 که قبلا توسط تلسکوپ هابل رصد شده بود، تعداد قابل توجهی خطوط غبار نورانی، مقدار زیادی بازتاب از ستاره‌های جدید و اولین مراحل تشکیل ستاره در سراسر کهکشان با جزئیات خیلی تار مشاهده شده بود. حال با کمک تلسکوپ جیمز وب می‌توانیم دنیا را با جزئیاتی که قبلا هرگز ندیده بودیم، مشاهده کنیم.

این تصویر که شامل گازها، گرد و غبار، ستارگان و موارد دیگر در کهکشان NGC 1365 می‌باشد، به لطف تلسکوپ جیمز وب و تیم PHANGS گرفته شده است. این تیم به بررسی ویژگی‌های دقیق کهکشان‌های ستاره‌ساز غنی از گرد و غبار می‌پردازد. تصاویری از این دست به ما کمک می‌کند تا دریابیم ستاره‌ها چگونه و در کدام برهه از زندگی کهکشان به وجود می‌آیند.

این عکس که توسط دوربین فروسرخ میانی جیمز وب از کهکشان فروسرخی درخشان VV 114 گرفته شده و در کنار تصویر قدیمی هابل قرار گرفته است؛ یک هسته درخشان را در بخش شرقی نشان می‌دهد. در بخش غربی نیز خوشه‌های ستاره‌ای جوان دیده می‌شوند.

در بخش جنوب غربی منطقه شرقی، یک هسته کهکشانی فعال را همراه با ۴۰ گره ستاره ساز می‌بینیم که ۱۰ مورد از این ۴۰ گره، از نظر نور همتایی ندارند. همین نیز باعث می‌شود که این تصویر در میان مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب قرار بگیرد. در این منطقه هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای نیز مشاهده می‌شود.

کهکشان IC 1623B که توسط انواع فیلترهای فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب رویت می‌شود، اطلاعاتی درباره محیط میان ستاره‌ای بین دو کهکشان فعال و ستاره ساز را فاش می‌کند.

این تصاویر گرفته شده توسط دوربین فروسرخ نزدیک تنها بخشی از کل داده‌ها را نشان می‌دهد. تمام داده‌ها شامل تصاویر ثبت شده توسط طیف‌نگار فروسرخ نزدیک و ابزار فروسرخ میانی که در رابطه با این کهکشان گرفته شده نیز می‌شود.

این تصویر از کهکشان فانتوم که به نام Messier 74/NGC 628 نیز شناخته می‌شود تعلق دارد. تصاویر فروسرخ نزدیک، آبی و مرئی گرفته شده توسط هابل را به همراه خط انتشاری خاصی از هیدروژن ترکیب شده‌اند تا این عکس شکل گیرد. این تصویر قبلا بهترین نمای ما از کهکشان فانتوم بود و بسیاری از ویژگی‌های جالب آن را نشان می‌داد؛ اما تصاویر گرفته شده توسط جیمز وب ویژگی‌های بیشتری را نشان می‌دهد.

این نمای فروسرخ کامل از کهکشان فانتوم نشان می‌دهد که ستاره‌های سردتر و ساختارهای غبارآلود پیچیده در سطح و میان بازوهای مارپیچی کهکشان یافت می‌شوند. در تصاویر قبلی به این ساختارها فقط اشاره مختصری شده بود؛ اما قابلیت‌های منحصر بفرد تلسکوپ فضایی جیمز وب برای اولین بار آنها را آشکار کرد.

در تصویر گرفته شده توسط دوربین‌های فروسرخ جیمز وب، بازوهای برجسته و واضح کهکشان فانتوم کاملا مشخص است. به طور کلی، گروه PHANGS قصد دارد ۱۹ کهکشان ستاره‌ساز نزدیک را بررسی کند تا درک بهتری از چگونگی و زمان شکل‌گیری ستارگان داشته باشند. آنها همچنین در نظر دارند جرم و سن خوشه‌های ستاره‌ای را در این فرایند اندازه بگیرند.

این گیف سه نمای مختلف از مرکز کهکشان فانتوم را نشان می‌دهد. تصویر رنگی آشنا توسط دوربین نوری هابل گرفته شده است و پانل دوم تصاویر گرفته شده توسط دوربین فروسرخ نزدیک جیمز وب و هابل را نشان می‌دهد؛ این در حالی است که پانل فروسرخ میانی، گرد و غبارهای گرم را نشان می‌دهد که در نهایت ستاره‌های جدید را تشکیل می‌دهند. این قسمت فقط توسط جیمز وب ثبت شده است.

کدام یک از مهمترین تصاویر تلسکوپ جیمز وب بیشتر از بقیه شما را به خود جلب کرد؟