۹ اکتشاف علمی با شکوه در سال ۲۰۲۳ تلسکوپ فضایی جیمز وب

25 دسامبر دلایل زیادی برای جشن گرفتن به همراه خواهد داشت، از جمله دو سالگی پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، قدرتمندترین رصدخانه ای که تا به حال به فضا راه اندازی شده است. برای بزرگداشت این مناسبت، در اینجا خلاصه ای از 9 اکتشاف برتر توسط این ابزار پیشگامانه  انجام شده است:

سردردهای کیهانی شماره 1:

کیهان شناسان در حدود یک دهه گذشته درگیر یک پازل تند و زننده نبوده اند. این اختلاف از اندازه‌گیری‌های مختلف نرخ انبساط امروزی جهان ناشی می‌شود، عدد مهمی که به قدمت کیهان و تشکیل آن مرتبط است. انواع مختلف کاوشگرهای کیهان شناسی پاسخ های کمی متفاوت را نشان می دهند. این یک تفاوت فوق‌العاده کوچک است، اما از نظر آماری قابل توجه است، بنابراین نگرانی وجود دارد.

کیهان شناسان راه حل های پیشنهادی زیادی ارائه کرده اند، از اشاره به داده های ناقص گرفته تا بازنگری کامل قوانین فیزیک. اخترشناسانی که از جیمز وب استفاده می‌کردند توانستند با تأیید اینکه واقعاً مشکلی وجود دارد، به وضعیت کمک کنند.

شماره 2 آب، آب همه جا

علیرغم نام بی‌نظیرش، سیستم ستاره‌ای با برچسب PDS 70 خانه یک ماده بسیار خاص است: آب. آب برای تمام حیات روی زمین ضروری است، زیرا راه حلی را فراهم می کند که تمام واکنش های شیمیایی ما در آن انجام می شود. تا آنجا که ما در حال حاضر درک می کنیم، بدون آب - بدون زندگی. ستاره شناسان توانستند امضای بخار آب را در سیستم PDS 70 که در فاصله 370 سال نوری از زمین قرار دارد، پیدا کنند. نکته ویژه در مورد این کشف این است که PDS 70 هنوز در مرحله تشکیل سیارات است. در حال حاضر این فقط یک دیسک از گاز و غبار است، و ستاره شناسان آب را در نواحی داخلی دیسک، که دقیقاً محل تشکیل سیاراتی مانند زمین است، پیدا کردند.

شماره 3 یانگ کربن

یکی دیگر از عناصر کلیدی برای زندگی همانطور که می شناسیم کربن است. این عنصر دارای فضاهای خالی زیادی در پوسته الکترونی خود است که آن را بسیار دوستانه می کند و قادر به ایجاد پیوندهای قوی با بسیاری از عناصر دیگر است. کربن ستون فقرات حیات را تشکیل می دهد و ستاره شناسان با استفاده از جیمز وب توانستند وجود کربن را در مکانی شگفت انگیز تشخیص دهند: جهان بسیار اولیه. کربن تنها یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ، که بیش از 12 میلیارد سال پیش بود، در یک کهکشان موجود یافت شد. این اکتشاف نشان می دهد که جهان ما از برخی از روزهای اولیه خود دارای مواد ضروری برای زندگی بوده است.

شماره 4 این یک سیاهچاله بزرگ است

سیاهچاله ها فوق العاده هستند، به خصوص زمانی که غول پیکر هستند. بنابراین من خوشحالم که CEERS 1019 را معرفی می کنم، سیاهچاله ای با جرم عظیم بیش از 9 میلیون خورشید، به لطف توانایی جیمز وب در نگاه کردن به جهان بسیار اولیه. این سیاهچاله غول پیکر تنها 570 میلیون سال پس از انفجار بزرگ در صحنه کیهانی ظاهر شد که معمای کیهانی خود را ارائه می دهد. چگونه چنین سیاهچاله های غول پیکری به این سرعت ظاهر می شوند، اگر سیاهچاله ها تنها با چند جرم خورشیدی پس از مرگ یک ستاره شروع به کار کنند؟ این یک معمای حل نشده در نجوم مدرن است و حل این مشکل یکی از اهداف اصلی ماموریت جیمز وب است.

شماره 5 شبکه کیهانی شارلوت

این فقط یک مجموعه تصادفی از 10 کهکشان نیست. این یک رشته بچه است. شبکه کیهانی بزرگترین الگوی موجود در طبیعت است که کل حجم جهان قابل مشاهده را پر می کند. شبکه کیهانی از کهکشان ها ساخته شده است که همگی در یک الگوی غول پیکر تار مانند قرار گرفته اند (از این رو نام آن است). رشته ها در نتیجه جاذبه گرانشی ظاهر می شوند. مدتها پیش، جهان تقریباً به طور کامل همگن بود، بدون تفاوت قابل توجهی از اینجا تا آنجا. اما به آرامی، در طی صدها میلیون سال، این تفاوت‌ها ابتدا به‌عنوان پیچک‌های گازی رشد کردند، سپس به رشته‌های عظیمی تبدیل شدند که از هزاران کهکشان ساخته شده بودند. اخترشناسان با استفاده از جیمز وب آغاز یکی از این رشته های کیهانی را پیدا کردند و به آنها نگاهی انحصاری به پایه های نوپا این پروژه عظیم ساخت و ساز کیهانی دادند.

شماره 6 Jupiter Jet Streams

جیمز وب چیزی بیش از یک کاوشگر جهان دور است. همچنین می تواند شگفتی های نزدیک به خانه را پیدا کند. در این مورد، ستاره شناسان آینه غول پیکر تلسکوپ را به سمت مشتری، بزرگترین سیاره منظومه شمسی، چرخانده اند.

نوارهایی از ابرهای رنگی در بالاترین قسمت جو آن سیاره در گردشند و ستاره شناسان توانستند از دید بی سابقه وب برای دیدن چیزی که قبلا هرگز قادر به حل آن نبوده اند استفاده کنند. آنچه قبلاً به عنوان امتداد ابرهای مبهم ظاهر می شد به ویژگی های تیز تبدیل شد - نشانه یک جریان جت، رودخانه ای پرسرعت از هوا که راه خود را در اتمسفر Jovian می پیچد. این جت استریم خاص سرعت حیرت آور 320 مایل در ساعت داشت که دو برابر سریعتر از طوفان رده 5 روی زمین بود. این جریان‌های جت گرما و ترکیبات شیمیایی غنی را در سرتاسر سیاره جابجا می‌کنند... و اکنون می‌توانیم کارشان را در زمان واقعی تماشا کنیم.

هت تریک شماره 7 سوپرنوا

جاذبه می تواند مسیر نور را خم کند. در منظومه شمسی، این تنها یک اثر کوچک است که زمانی که نور ستارگان از سطح خورشید می گذرد، بهتر دیده می شود. اما در کیهان اجرام بسیار پرجرمتری مانند خوشه های کهکشانی وجود دارند که هر کدام خانه هزاران کهکشان منفرد و وزن صدها تریلیون جرم خورشیدی هستند. یک خوشه خاص، با نام نسبتاً نابسامان PLCK G165.7+67.0، قبلاً مورد توجه ستاره شناسان قرار گرفته بود، زیرا دو هسته منحصر به فرد آن شکل عجیب و پیچیده ای به آن می بخشد.

در پشت خوشه کهکشانی حتی دورتر قرار دارد و ظاهر آن کهکشان بر اثر گرانش خوشه مخدوش می شود. با جیمز وب، اخترشناسان قادر به تماشای انفجار یک ابرنواختر در آن کهکشان بودند، با تکرار این رویداد بارها و بارها. نور ابرنواختر از مناطق مختلف خوشه عبور کرد و باعث تأخیر سه گانه شد. ستاره شناسان می توانند از این موقعیت های منحصر به فرد برای ترسیم توزیع جرم در خوشه استفاده کنند.

شماره 8 یخ، بلینگ، و گنجینه های دیگر

زحل جواهری واقعی از یک سیاره است، با مجموعه ای عظیم و خیره کننده از حلقه ها. اما یک ماه کوچک در اطراف آن سیاره حتی جذاب تر است. انسلادوس نام دارد و نمی توان از دور به آن نگاه کرد – تنها 313 مایل عرض دارد و در لایه ای ضخیم از یخ پوشیده شده است. اما در زیر این یخ یک اقیانوس آب مایع وجود دارد که توسط کشش گرانشی زحل گرم شده است.

ستاره شناسان توانستند از جیمز وب استفاده کنند تا توده ای از آب را که از دریچه ای در یخ بیرون می ریزد، مشاهده کنند، رویدادی که به عنوان آتشفشان منجمد شناخته می شود، آتشفشانی ساخته شده از یخ. ستاره شناسان به ویژه به چنین ستون هایی علاقه مند هستند، زیرا به ما اجازه می دهند ببینیم آیا چیزی مانند ترکیبات آلی در آن آب وجود دارد یا خیر.

شماره 9 شب پرستاره

در حالی که هدف اصلی جیمز وب تولید علم عالی است و نه فقط تصاویر زیبا، گاهی اوقات تصاویر زیبا علم عالی هستند. نمونه موردی: پرتره خیره کننده NGC 5068، کهکشانی مارپیچی که در فاصله 17 میلیون سال نوری از ما قرار دارد. این کهکشان معمولی نیست، این کهکشان ستاره های جدید را با سرعتی بی سابقه بیرون می زند. تیمی از ستاره شناسان توانستند از ابزارهای متعددی روی تلسکوپ استفاده کنند تا کهکشان را با شکوه تمام به تصویر بکشند. تصاویر دقیق به اخترشناسان کمک می کند تا شکل گیری و تکامل ستارگان، از جمله منظومه های خورشیدی مانند خودمان را درک کنند. همچنین یک تصویر زمینه فوق العاده برای تلفن همراه ایجاد می کند. و مانند همه تصاویر ناسا، در دسترس عموم است، پس به خودتان کمک کنید.

ترجمه و گردآوری : جواد رشیدی