به گزارش سایت شفق نیوز، تلسکوپ فضایی جیمز وب، معروف به JWST، یکی از مهم‌ترین و بلندپروازانه‌ترین پروژه‌های علمی تاریخ بشر است که توسط ناسا و با همکاری آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) توسعه یافته است. این تلسکوپ پیشرفته، جانشین تلسکوپ فضایی هابل محسوب می‌شود و به‌عنوان یک ابزار قدرتمند برای مطالعه کیهان از نخستین کهکشان‌ها تا سیارات فراخورشیدی طراحی شده است. جیمز وب از زمان پرتاب در 25 دسامبر 2021، انقلابی در درک ما از کیهان ایجاد کرده و به دانشمندان اجازه داده است که نگاهی عمیق‌تر به گذشته و آینده جهان داشته باشند.
ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد تلسکوپ جیمز وب
تلسکوپ فضایی جیمز وب به دلیل طراحی منحصر‌به‌فرد و فناوری‌های پیشرفتهای که در آن به کار رفته است، توانایی‌هایی فراتر از هر تلسکوپ دیگری دارد. در ادامه، ویژگی‌های کلیدی این شاهکار مهندسی آورده شده است:
1. آینه اصلی عظیم و کارآمد
اندازه:
آینه اصلی تلسکوپ جیمز وب دارای قطر 6.5 متر است، که نسبت به تلسکوپ هابل (با آینه‌ای 2.4 متری) بیش از دو برابر بزرگ‌تر است. این آینه از 18 قطعه شش‌ضلعی از جنس بریلیوم ساخته شده و با لایه‌ای نازک از طلا پوشانده شده است.
ویژگی‌ها:
طراحی شش‌ضلعی آینه به تلسکوپ اجازه می‌دهد که نور بیشتری را جمع‌آوری کرده و جزئیات بسیار بیشتری را نسبت به تلسکوپ‌های قبلی مشاهده کند. این قابلیت برای رصد اجرام کم‌نور و بسیار دور، مانند نخستین کهکشان‌ها، حیاتی است.
2. فناوری مادون‌قرمز
یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های جیمز وب توانایی آن در مشاهده کیهان در طیف مادون‌قرمز است. این ویژگی به تلسکوپ اجازه می‌دهد:
اجرام بسیار دور که نور آن‌ها به دلیل انبساط کیهان به طول موج‌های بلندتر منتقل شده است را رصد کند.
از میان ابرهای غبار و گاز که مانع مشاهده در طیف مرئی می‌شوند، عبور کند و ساختارهای پنهان را آشکار سازد.
3. نقطه لاگرانژی (L2)
جیمز وب در فاصله‌ای حدود 1.5 میلیون کیلومتر از زمین، در نقطه لاگرانژی دوم (L2) مستقر شده است. این مکان به تلسکوپ مزایای زیر را می‌دهد:
ثبات دمایی: دوری از تابش حرارتی زمین و خورشید باعث کاهش تداخلات می‌شود.
چشم‌انداز گسترده: جیمز وب می‌تواند به‌طور مداوم یک منطقه خاص از آسمان را رصد کند.
4. سپر خورشیدی پنج‌لایه
یکی از بخش‌های مهم این تلسکوپ، سپر خورشیدی آن است که از پنج لایه بسیار نازک از جنس کاپتون ساخته شده و به اندازه یک زمین تنیس گسترده است. این سپر:
- از ورود گرمای خورشید به تجهیزات جلوگیری می‌کند.
- دمای آینه و ابزارهای علمی را در حد منفی 233 درجه سانتی‌گراد نگه می‌دارد.
مأموریت‌های علمی جیمز وب
تلسکوپ جیمز وب برای پاسخ دادن به برخی از بنیادی‌ترین سوالات علمی درباره کیهان طراحی شده است. اهداف علمی آن عبارتند از:
بررسی اولین کهکشان‌ها و ستارگان
جیمز وب قادر است به گذشته‌های دور کیهان نگاه کند و اولین کهکشان‌ها و ستارگان را که حدود 13.5 میلیارد سال پیش تشکیل شده‌اند، شناسایی کند. این توانایی به دانشمندان اجازه می‌دهد تا روند تکامل کهکشان‌ها را بررسی کنند.
مطالعه روی سیارات فراخورشیدی
این تلسکوپ قادر است اتمسفر سیارات فراخورشیدی را مطالعه کرده و ترکیبات شیمیایی آن‌ها را تحلیل کند. این قابلیت برای جستجوی نشانه‌های زیست‌پذیری یا حتی حیات بیولوژیکی بسیار حیاتی است.
بررسی زایش ستارگان
جیمز وب قادر است به اعماق ابرهای گازی و غبار نگاه کند و چگونگی تشکیل ستارگان و سیارات را مطالعه کند.
بررسی تاریخچه کیهان‌شناسی
این تلسکوپ به ما کمک می‌کند تا فرآیندهای شکل‌گیری کهکشان‌ها، ماده تاریک و انرژی تاریک را بهتر درک کنیم.
ابزارهای علمی تلسکوپ جیمز وب
برای رسیدن به اهداف علمی خود، جیمز وب به چهار ابزار اصلی مجهز شده است:
- NIRCam دوربین مادون‌قرمز نزدیک برای تصویربرداری از کهکشان‌ها، ستارگان و سیارات فراخورشیدی
- NIRSpec طیف‌سنج مادون‌قرمز نزدیک برای تحلیل ترکیبات شیمیایی اجرام آسمانی
- MIRI ابزار تصویربرداری و طیف‌سنجی مادون‌قرمز میانی برای مطالعه گرد و غبار و ساختارهای سرد کیهانی
- FGS/NIRISS سیستم هدایت دقیق و تصویربرداری برای بررسی اتمسفر سیارات فراخورشیدی و ستارگان کم‌نور
پیشرفتهای علمی با جیمز وب
از زمان آغاز مأموریت، جیمز وب کشفیات برجسته‌ای داشته است، از جمله:
- تصاویر شگفت‌انگیز از سحابی‌ها:
این تلسکوپ تصاویری با وضوح بی‌سابقه از سحابی‌هایی نظیر سحابی کارینا و سحابی حلقه جنوبی ارائه داده است. - کشف کهکشان‌های اولیه:
با مشاهده کهکشان‌هایی که تنها چند صد میلیون سال پس از بیگ بنگ تشکیل شده‌اند، دانشمندان به درک بهتری از مراحل اولیه کیهان دست یافته‌اند. - مطالعه سیارات فراخورشیدی:
جیمز وب موفق به تحلیل اتمسفر سیاراتی نظیر WASP-96b شده است و نشانه‌هایی از آب و سایر مولکول‌های مهم شیمیایی را شناسایی کرده است.
چالش‌ها و دستاوردهای مهندسی
پروژه جیمز وب با چالش‌های متعددی مواجه بود:
- هزینه بالا: هزینه کل این پروژه حدود 10 میلیارد دلار برآورد شده است.
- تاخیرهای متعدد: از زمان آغاز پروژه در دهه 1990، تاریخ پرتاب بارها به تعویق افتاد.
- مونتاژ پیچیده: طراحی و ساخت سپر خورشیدی، آینه‌ها و تجهیزات علمی به مهندسی دقیق و فناوری‌های نوین نیاز داشت.
با این حال، موفقیت پرتاب و استقرار جیمز وب نشان‌دهنده توانایی انسان در غلبه بر چالش‌های پیچیده فناوری است.
تلسکوپ جیمز وب نه‌تنها به پرسش‌های بنیادی درباره کیهان پاسخ می‌دهد، بلکه زمینه‌ساز پیشرفتهای بیشتری در اخترشناسی و فیزیک خواهد شد. داده‌های آن به دانشمندان کمک می‌کند تا نظریه‌های جدیدی درباره جهان ارائه دهند و تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری برای اکتشافات آینده توسعه یابد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب نماد پیشرفت علم و فناوری در قرن 21 است. این تلسکوپ، با توانایی‌های بی‌نظیرش، به ما کمک می‌کند تا به ریشه‌های کیهان سفر کنیم و ناشناخته‌های آن را کشف کنیم. جیمز وب نه‌تنها ابزار علمی، بلکه نمادی از تلاش بی‌وقفه بشر برای درک جایگاه خود در جهان است.
منبع:
