برترین تصاویری که تلسکوپ فضایی جیمز وب در روند آماده‌سازی ثبت کرد
در حالی که کم‌کم زمان آن فرا می‌رسد که از شگفتی‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب لذت ببریم، اما این رصدخانه‌ی قدرتمند حتی در روند آماده‌سازی هم با ثبت تصاویر تماشایی از کیهان، شگفتی آفرید.
بیش از ۲۵ سال طولانی، همراه با صرف ۱۰ میلیارد دلار از زمانی که برای نخستین بار طرح «تلسکوپ فضایی جیمز وب» (James Webb Space Telescope) پایه‌ریزی شد، گذشت و این سرانجام ابزار علمی قدرتمند در ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱ (۴ دی ۱۴۰۰) با پرتاب توسط موشک اروپایی آریان ۵ راهی سفر خود شد.
اکنون رصدخانه‌ی فضایی وب در مدار خود در دومین نقطه‌ی لاگرانژی (L2) خورشید-زمین و فراتر از مدار ماه، تقریبا روند آماده‌سازی خود را کامل کرده است تا بتواند مأموریت‌های علمی را که دنیای نجوم، اخترفیزیک و بسیاری از زمینه‌های دیگر را دگرگون خواهد کرد، آغاز کند.
اما حتی در چند هفته‌ی گذشته هم نمونه‌ی کوچکی از این آینده را با تصاویر آزمایشی ارسال شده توسط وب دیده‌ایم. اگرچه این تصاویر فقط آزمایش ابزارهای علمی هستند، اما هر یک به قدرت بی‌سابقه‌ی نسل بعدی تلسکوپ‌های فضایی اشاره می‌کنند و البته نمایش واقعی جیمز وب هنوز در راه است!
۱. تصویر هم‌ترازی تلسکوپ فضایی جیمز وب از 2MASS J17554042+6551277
در پایان فرآیندی به نام «فازبندی دقیق» (Fine Phasing) آینه‌ی اولیه‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که از ۱۸ بخش شش ضلعی تشکیل شده است، در ۱۱ مارس ۲۰۲۲ (۲۰ اسفند ۱۴۰۰) به سوی یک ستاره‌ی منفرد با نام 2MASS J17554042 + 6551277 و سپس تعداد اندک دیگری در مجاورت آن هدف‌گیری شد. این، تصویر تراز نام گرفته بود اما در ادامه با ترکیب ۱۸ تصویر متمایز، دقت وضوح تصویر به ۵۰ نانومتر رسید و این تنها کسری از طول موج‌هایی است که وب در هنگام شروع واقعی ثبت خواهد کرد.
نخستین عکس تراز شده‌ی جیمز وب از یک ستاره‌ی منفرد
Credit: NASA/STScI
«کلاوس پونتوپیدان» (Klaus Pontoppidan) دانشمند این پروژه در مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی (STScI) گفت: «در حالی که ما تا کنون تنها چند تصویر آزمایشی از وب دیده‌ایم، احتمالا تصویر تراز مورد علاقه‌ی من است. این تک ستاره نشان می‌دهد که تلسکوپ تقریبا کاملا در فوکوس قرار دارد و این یک دستاورد مهندسی پیشگامانه است.»
اکثر مردم فقط ستاره‌ی مرکزی را می‌بینند، که مسلما زیباست. اما زیبایی واقعی فراوانی بی‌اندازه‌ی کهکشان‌های باستانی در پس‌زمینه‌ی این تصویر است. پونتوپیدان افزود: «ما همچنین میدانی خیره‌کننده از کهکشان‌های دوردست را می‌بینیم؛ در این عکس فوری و خلاصه، وب اکنون به میان جهان رسیده است و نمایی از علم آینده را ارائه می‌دهد.»
و به‌نظر می‌رسد که این نوع از جزئیات کیهانی به‌طور طبیعی هرچقدر که وب طولانی‌تر عکس‌برداری کند، بیشتر اتفاق می‌افتد. پونتوپیدان خاطرنشان کرد: «به معنای واقعی، وقتی وب بیش از ۲۰ دقیقه برای گرفتن عکس صرف می‌کند، این پس‌زمینه از کهکشان‌ها را نشان می‌دهد که در حال رقابت یا حتی پیش افتادن از تصویر میدان ژرف هابل است.»
سلفی تلسکوپ جیمز وب که توسط ابزار «نیرکم» (NIRCam) ثبت شده است.
Credit: NASA/STScI
۲. تصویر ۱۸ موزاییکی وب از یک ستاره
در فوریه‌ی ۲۰۲۲، جیمز وب مجموعه‌ای دیدنی از ۱۸ ستاره را منتشر کرد که در یک پس‌زمینه‌ی سیاه پخش شده بودند. اما تصویر یک ترفند محسوب می‌شود و همه‌ی ستارگان درخشان آن در واقع یکی هستند. این ستاره که HD 84406 نامیده می‌شود، در صورت فلکی دب اکبر جای دارد. تصویر این ستاره به این دلیل چندگانه دیده می‌شود که هنوز تراز بخش‌های گوناگون آینه کامل نشده بود.
تصویر موزاییکی ثبت شده توسط جیمز وب از یک ستاره
Credit: NASA
بدین ترتیب بخش‌های آینه‌ای ناهم‌تراز تلسکوپ، هر یک جداگانه نور را به ابزار تلسکوپ بازتاب می‌کرد. «ریتوا کشی-کوها» (Ritva Keski-Kuha) معاون مدیر بخش تلسکوپ نوری وب گفت: «ما تلسکوپ را روی یک ستاره تراز و متمرکز کرده‌ایم و عملکرد آن فراتر از ویژگی‌های فنی است.»
«توماس زوربوچن» (Thomas Zurbuchen) یکی از مدیران علوم ناسا هم گفت: «بیش از ۲۰ سال پیش، تیم جیمز وب شروع به ساخت قوی‌ترین تلسکوپی کرد که تا به حال در فضا قرار داده است و یک طرح اپتیکی برای دستیابی به اهداف علمی ارائه کردند.»
۳. تصویر چند ابزاری ژرفای کیهان
هم‌ترازی ابزارهای علمی وب، فرآیند بعدی پس از هم‌ترازی آینه‌ها بود و برای پاین آن رصدخانه باید نشان می‌داد که می‌تواند با هر چهار ابزار علمی خود «تصاویر واضح و با فوکوس خوب» دریافت کند.
تصاویر واضح چندابزاری تلسکوپ جیمز وب
Credit: NASA/STScI
این هم‌ترازی را می‌توان به‌خوبی در مجموعه‌ای از تصاویر مشاهده کرد که میدان دید کامل رصدخانه را نشان می‌دهند. بدین ترتیب تلسکوپ پس از چندین ماه تنظیم آینه و ابزارهای علمی، وارد فاز نهایی آماده‌سازی شد. این مرحله تقریبا دو ماه طول خواهد کشید و اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، این فرآیند در ماه ژوئن (تیر) پایان خواهد یافت تا عملیات اصلی وب جیمز وب آغاز شود.
۴. تصویر ابر ماژلانی بزرگ
تصویر جدیدتری از وب که در ۹ می (۱۹ اردیبهشت) منتشر شد، منظره‌ای باورنکردنی از ابر ماژلانی بزرگ را، که یک کهکشان قمری در نزدیکی راه شیری است، نشان می‌دهد. این عکس توسط سردترین ابزار روی تلسکوپ یعنی «ابزار فروسرخ میانی» (Mid-Infrared Instrument) یا «میری» (MIRI) گرفته شده است. بر روی میدان ستاره ای در کهکشان ماهواره زوم کرد و قابلیت تصویربرداری تلسکوپ فضایی جیمز وب را آزمایش کرد.
مقایسه‌ی عکس تلسکوپ‌های فضایی جیمز وب (راست) و اسپیتزر (چپ) از ابر ماژلانی بزرگ
Credit: NASA/JPL-Caltech (left), NASA/ESA/CSA/STScI (right)
این تصویر در کنار تصویری قدیمی‌تر از تلسکوپ فضایی «اسپیتزر» (Spitzer) که اکنون بازنشسته شده است، قرار گرفت و بر قدرت توان تفکیک بالای تلسکوپ در طیف فروسرخ نزدیک و میانی تأکید کرد. ناسا در این‌باره نوشت: «وب، با آینه‌ی اولیه‌ی بزرگ‌تر و آشکارسازهای بهبود یافته، به ما امکان می‌دهد آسمان فروسرخ را با توان تفکیک بهتری ببینیم و کاوش‌های بیشتری را ممکن می‌سازد.»
و همه‌ی این‌ها تازه آغاز راه است. در تابستان امسال، سرانجام تلسکوپ جیمز وب مأموریت‌های علمی واقعی خود را آغاز می‌کند و انتظار می‌رود بتواند نخستین تصویر «واقعی» از جو در سیاره‌های فراخورشیدی فراتر از منظومه‌ی شمسی ما را ثبت کند.
وب همچنین اجرام متحرک را در منظومه‌ی شمسی خودمان بررسی خواهد کرد و سیستم ردیابی و تصویربرداری بسیار پیشرفته‌ای را برای دانشمندانی که تخصصشان در زمینه‌ی اجرام نزدیک زمین است، فراهم می‌کند. مطالعات ژرف وب همچنین به آشکار شدن تکامل سیاهچاله‌های باستانی و کلان‌جرم کمک می‌کند و موارد بسیار زیاد دیگری هم در چرخه‌ی نخست علمی وب درنظر گرفته شده است.
یک چیز اما قطعی است: هنگامی که وب به‌طور جدی مأموریت‌های علمی خود را آغاز کند، به‌روزرسانی‌ها و تصاویر جدید بیشتری از آن خواهیم دید و با انتشار هر تصویر که توجه رسانه‌ها و علاقه‌مندان را جلب می‌کند، جهان از نوع جدیدی از علم نجوم لذت می‌برد. علمی که کشفیات آن با شتاب بیشتر خواهد شد و این رویداد علمی بزرگ در دوران ما اتفاق می‌افتد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از وب و ابر بزرگ ماژلانی از نگاه آن
Credit: NASA
منبع: Interesting Engineering
