تلسکوپ جیمز وب جزئیات بینظیری از پادشاه منظومه شمسی ثبت کرد

تلسکوپ فضایی جیمز وب با نگاه به سیاره‌ی مشتری، جزئیات بی‌نظیر آن را در پس‌زمینه‌ای از کهکشان‌های گوناگون به‌تصویر کشیده است که ساعت‌ها وقت دانشمندان را برای تحلیل داده‌ها به خود اختصاص خواهد داد.

در مشتری با طوفان‌های عظیم، بادهای قدرتمند، شفق‌های قطبی و شرایط شدید دما و فشار، رویدادهای زیادی در جریان است و اکنون تصویر تازه‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب سرنخ‌های بیشتری از ماجراهای درون این سیاره در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

• عکس باکیفیت هابل از محیط متلاطم مشتری

«ایمکه دو پاتر» (Imke de Pater) دانشمند علوم سیاره‌ای دانشگاه کالیفرنیا برکلی که مطالعات مشتری با تلسکوپ وب را همراه «تیری فوشه» (Thierry Fouchet) از رصدخانه‌ی پاریس هدایت کرده است، درباره‌ی این تصویر تازه گفت: «واقعا هیجان‌انگیز است که می‌توانیم جزئیات مشتری را همراه با حلقه‌ها، قمرهای کوچک و حتی کهکشان‌های دوردست در یک تصویر ببینیم.»

این تصویر تازه در یک مجموعه‌ی دوتایی، توسط «دوربین فروسرخ نزدیک» (NIRCam) جیمز وب گرفته شده است و با سه فیلتر رنگی مادون قرمز، ویژگی‌های سیاره را به نمایش می‌گذارد. با توجه به نامرئی بودن طیف فروسرخ برای چشم انسان، داده‌های آن به طیف نور مرئی انتقال داده شده است، به‌طوری که بلندترین طول موج‌ها قرمزتر و کوتاه‌ترین طول موج‌ها بیشتر به رنگ آبی نشان داده می‌شوند. برای این پردازش تصویر، دانشمندان با شهروند-دانشمند «جودی اشمیت» (Judy Schmidt) هم همکاری کردند.

در نمای نزدیک از سیاره‌ی مشتری از ترکیب چندین تصویر ثبت شده توسط جیمز وب، شفق‌های قطبی تا ارتفاعات بسیار زیاد بر فراز هر دو قطب شمال و جنوب مشتری گسترش یافته‌اند. این شفق‌های قطبی با رنگ‌های سرخ‌تر نمایش داده شده‌اند که نور بازتاب یافته از ابرهای پایین‌تر و مه بالایی شفق‌ها هم در آن نمایان است.

رنگ‌های زرد و سبز هم مه در حال چرخش اطراف قطب شمال و جنوب را نشان می‌دهند و رنگ آبی، نور منعکس شده از لایه‌های ابر در ارتفاعات پایین‌تر را به نمایش می‌گذارد. «لکه‌ی سرخ بزرگ» (Great Red Spot) طوفان معروف و عظیم مشتری هم با ابعادی بیشتر از زمین، به دلیل بازتاب شدید نور خورشید، مانند ابرهای دیگر به رنگ سفید دیده می‌شود.

«هایدی همل» (Heidi Hammel) دانشمند رصدهای منظومه‌ی شمسی جیمز وب درباره‌ی این رنگ‌های جادویی گفت: «درخشندگی در اینجا ارتفاع زیاد را نشان می‌دهد، بنابراین لکه‌ی سرخ بزرگ مانند منطقه‌ی استوایی، دارای مِه در ارتفاعات است. چندین لکه و رگه‌ی سفید روشن هم احتمالا ابرهایی با ارتفاع بسیار زیاد، بالاتر از طوفان‌های همرفتی متراکم هستند.» در مقابل، نوارهای تیره در شمال منطقه‌ی استوایی، پوشش ابری کمی دارند.

در تصویر نمای گسترده هم، جیمز وب مشتری را با حلقه‌های نازکش که یک میلیون بار کم‌نورتر از خود سیاره هستند همراه با دو قمر کوچک به نام‌های «آمالتیا» (Amalthea) و «آدراستیا» (Adrastea) ثبت کرده است.

لکه‌های مبهم در پس‌زمینه‌ی پایین تصویر هم احتمالا کهکشان‌هایی هستند که در این منظره رخ‌نمایی می‌کنند. فوشه گفت: «دانش ما از مشتری در این یک تصویر خلاصه شده است که به‌خوبی دینامیک و شیمی خود مشتری، حلقه‌ها و سیستم قمرهای آن را نشان می‌دهد.»

محققان هم‌اکنون تجزیه‌وتحلیل داده‌های این تصاویر ارزشمند وب را برای به‌دست آوردن نتایج علمی جدید درباره‌ی بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی آغاز کرده‌اند.

تصویر میدان گسترده تلسکوپ فضایی جیمز وب از سیاره مشتری
Credit: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt

داده‌های تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب به‌طور منظم و به‌صورت مجموعه‌ای مشخص به زمین نمی‌رسند. بلکه وب هر بار اطلاعاتی را درباره‌ی میزان روشنایی در آشکارسازهای مختلف ارسال می‌کند. این اطلاعات به‌عنوان داده‌های خام به مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی (STScI)، مرکز مأموریت و عملیات علمی وب می‌رسد.

سپس این مؤسسه داده‌ها را در فایل‌های کالیبره شده برای بررسی علمی، پردازش می‌کند و برای انتشار به آرشیو داده‌های تلسکوپ‌های فضایی «میکولسکی» (Mikulski) تحویل می‌دهد. در نهایت دانشمندان در تحقیقات خود، این اطلاعات را به تصاویر قابل درک، مانند این عکس از مشتری تبدیل می‌کنند.

در حالی که یک تیم مخصوص در مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی آماده‌سازی تصاویر رسمی را برعهده دارد، معمولا ستاره‌شناسان غیرحرفه‌ای هم به‌عنوان شهروند-دانشمند، داده‌های عمومی تلسکوپ‌ها را برای پردازش و ایجاد تصاویر می‌کاوند.

ازجمله جودی اشمیت از کالیفرنیا که یک پردازشگر قدیمی در جامعه‌ی علوم شهروندی است و روی این نماهای جدید مشتری کار کرده است. حتی در ایجاد تصویر میدان گسترده‌ی مشتری، او با «ریکاردو هوئسو» (Ricardo Hueso) یکی از محققان این رصدها از دانشگاه باسک در اسپانیا همکاری کرد.

جودی اشمیت؛ شهروند-دانشمند و پروانه‌ی مینکوفسکی به‌عنوان یکی از تصاویر پردازش شده‌ی او
Credit: NASA

اشمیت هیچ پیشینه‌ی تحصیلی رسمی در نجوم ندارد. اما ۱۰ سال پیش، مسابقه‌ی آژانس فضایی اروپا او را به پردازش تصاویر نجومی علاقه‌مند کرد. رقابت «گنجینه‌های پنهان هابل» از مردم دعوت کرد تا شاهکارهای تازه‌ای را در داده‌های هابل پیدا کنند و از میان تقریبا ۳۰۰۰ تصویر ارسالی، او برای تصویری از یک ستاره‌ی تازه متولد شده مقام سوم را به‌دست آورد.

از آن زمان اشمیت به‌عنوان یک سرگرمی روی داده‌های هابل و سایر تلسکوپ‌ها کار کرده است. او گفت: «این موضوع من را جذب کرد و نمی‌توانم آن را رها کنم. هر روز می‌توانم ساعت‌ها برای آن وقت بگذارم.»

او تا کنون تصاویر زیادی را از سحابی‌ها، خوشه‌های کروی، زایشگاه‌های ستاره‌ای و اجرام کیهانی دیگر پردازش کرده و کیفیت کار او توجه ناسا و دانشمندان مختلف را به خود جلب کرده است. از جمله هامل که قبلا با او در پردازش تصاویر هابل از برخورد دنباله‌دار شومیکر-لوی ۹ به مشتری، همکاری کرده بود.

• لحظه‌ی برخورد جرم عظیم به سیاره‌ی مشتری را ببینید

به گفته‌ی اشمیت کار کردن در زمینه‌ی مشتری به دلیل سرعت چرخش بالای آن، سخت‌تر از شگفتی‌های دورتر در کیهان است. ترکیب تصاویر مختلف برای ایجاد یک نمای خاص، هنگامی که عوارض روی مشتری در مدت ثبت عکس‌ها چرخیده‌اند و دیگر در یک راستا قرار نگرفته‌اند، می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. به همین دلیل گاهی به تنظیمات دیجیتالی برای هم‌تراز کردن منطقی تصاویر نیاز است.

جیمز وب مشاهدات گسترده‌ای را درباره‌ی مراحل گوناگون تاریخ کیهان ارائه خواهد کرد، اما اگر اشمیت ناچار باشد یک موضوع را انتخاب کند، تصاویر مناطق ستاره‌ساز خواهد بود. به ویژه، او مجذوب ستارگان جوانی است که جت‌های قدرتمندی را به درون تکه‌های کوچک سحابی‌ها با نام اجرام هربیگ-هارو پرتاب می‌کنند و به گفته‌ی خودش، او مشتاق دیدن این ستاره‌های نوزاد شگفت‌انگیز در دل سحابی‌هاست.

عکس کاور: نمای نزدیک مشتری از نگاه جیمز وب که برای طیف مرئی پردازش شده است.
Credit: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing: Judy Schmidt

منبع: NASA