تبشر الصور القادمة من تلسكوب ويب بثورة علمية، فهو قادر أن يرصد حركة النجوم والمجرات التي تشكلت بعد الانفجار العظيم الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة، وذلك بفضل أجهزة استشعاره للأشعة تحت الحمراء، إليك بعض الحقائق حول التلسكوب.
نظراً لأنّ الكون يتّسع، يتغيّر الضوء المنبعث من النجوم الأولى بيد أن مجسات التلسكوب ويب قادرة على رصدهاصورة من: via REUTERS
إعلان
تيلسكوب جديد لاكتشاف الفضاء
03:00
This browser does not support the video element.
بعد نصف عام من إطلاق تلسكوب جيمس ويب إلى الفضاء، تم إطلاق أول صورة ملونة للتلسكوب البالغ الدقة. الباحثون أبدوا حماستهم لهذه الصورة، وسيتم اليوم الثلاثاء (12 يوليو/ تموز 2022) نشر المزيد من الصور. إليك بعض الحقائق عن هذا التلسكوب الضخم، والذي اعتبره البعض معجزة هندسية.
كيف تم بناء تلسكوب جيمس ويب؟
يتكون قلب التلسكوب من مرآة مقعرة قطرها ستة أمتار ونصف، تتألف من 18 مرآة سداسية. وهي مصنوعة من البريليوم المعدني النادر وتم طلاؤها بالذهب للانعكاس الأمثل للأشعة تحت الحمراء القادمة من أعماق الكون.
بالإضافة إلى ذلك، تم اضافة مجسات دقيقة إلى التلسكوب، والتي تخدم بشكل أساسي غرضين هامين هما: التقاط صور لأجسام في الفضاء وتحليل الإشعاع باستخدام التحليل الطيفي من أجل فهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد الكونية.
يتم حماية المرآة والمجسات الحساسة من الحرارة بواسطة درع خاص من خمس طبقات، والذي يشبه الشراع ويمكن تمديده إلى حجم ملعب تنس. ويتكون من أغشية شعر رقيقة مصنوعة من مادة "الكابتون"، وهي مادة معروفة بمقاومتها للحرارة والبرودة. وهذا هام جدا لأن جانب الدرع المواجه للشمس تصل درجة حرارته إلى 110 درجة حرارة والجانب الآخر تصل درجة برودته إلى حوالي 235 درجة تحت الصفر.
كما أن التلسكوب يتوفر على أنظمة إمدادات الطاقة والدفع والاتصالات والتوجيه ومعالجة البيانات يبلغ وزنها إلى حوالي حافلة مدرسية.
رحلة التلسكوب من المختبر إلى مداره في الفضاء
تم وضع التلسكوب في مدار على بعد أكثر من مليون كيلومتر ونصف من الأرض، أي حوالي أربعة أضعاف المسافة التي يبعدها القمر عن الأرض. وبعكس سابقه التلسكوب هابل، لا يدور التلسكوب جيمس ويب حول الأرض، ولكن حول الشمس. استغرق بناء وتجهيز التلسكوب ما يقرب من شهر للسفر إلى وجهته، والمعروفة باسم نقطة لاغرانج الثانية ، أو L2. وهي نقاط مميزة في ميكانيكا الأجرام السماوية وهي النقاط التي ينعدم عندها تأثير جاذبية جرمين سماوين كبيرين على جسم ثالث في العادة أصغر حجما مما يجعل حركته تتبع حركة الجسمين الكبيرين.
رياضيا تعتبر نقاط لاغرانج حلول مسألة حركة ثلاثة أجسام تحت فعل الجاذبية بينهم. حيث أن هناك خمسة نقاط من هذا النوع وبالنسبة للأرض والشمس وأي جسم ثالث مثل قمر صناعي أو مركبة فضائية هناك 3 نقاط مهمة يرمز لها عادة ب L1 و L2 و L3.
واستغرق تجهيزه شهورا طويلة. وإذا كان لا يزال من الممكن إصلاح هابل من قبل رواد الفضاء، فإن تلسكوب ويب بعيد الآن عن الأرض لدرجة أن البشر لم يصلوا إلى هناك.
ما هي مهمة التلسكوب؟
يستكشف التلسكوب الأيام الأولى للكون، قبل حوالي 13.8 مليار سنة وبعد بضع مئات من ملايين السنين من الانفجار العظيم. يتوقع علماء الفلك استخلاص استنتاجات حول تكوين النجوم والمجرات الأولى. بالإضافة إلى ذلك، يقوم التلسكوب بمسح الفضاء بحثا عن الحياة في الكواكب البعيدة، أي الكواكب خارج النظام الشمسي، ومكوناتها الجيولوجية.
تكمن قوة تلسكوب ويب في استخدامه الأشعة تحت الحمراء. ففي حين أن هابل يعمل في الغالب مع الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، فإن الأشعة تحت الحمراء لتلسكوب ويب يمكن أن تخترق الكون بسهولة أكبر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لعلماء الفلك النظر إلى ماضي حركة النجوم باستخدام الأشعة تحت الحمراء. وسيدرس تلسكوب ويب أيضا المريخ وقمر المشتري يوروبا، المحاط بغطاء جليدي بنوع من التفصيل. التقط جيمس ويب بالتحليل الطيفي، وهي تقنية يُحلل من خلالها الضوء من شأنها الكشف عن معلومات مفصلة عنالأجسام الفضائية، صورة لكوكب WASP-96 b الغازي العملاق الذي اكتُشف سنة 2014.
ويبعد هذا الكوكب نحو 1.150 سنة ضوئية عن الأرض، ويعادل حجمه نحو نصف حجم كوكب المشتري، فيما يدور حول نجمه في غضون 3.4 أيام فقط.
والتقط جيمس ويب كذلك صورة لخماسية ستيفان، وهي مجموعة مجرات تبعد 290 مليون سنة ضوئية عن الأرض. وأشارت وكالة ناسا إلى أنّ أربعاً من المجرات الخمس الموجودة في خماسية ستيفان "محجوزة ضمن صدمات قريبة ومتكررة".
وربما أكثر الصور انتظاراً هي صورة التقطها التلسكوب باستخدام عناقيد مجرية أمامية تسمى SMACS 0723 كنوع من العدسة المكبرة الكونية للمجرات البعيدة والضعيفة جداً خلفه.
وتستخدم هذه التقنية المعروفة بتسمية "عدسة الجاذبية" كتلة المجرات الأمامية لإبعاد ضوء الأجسام إلى خلفها على غرار ما يحصل في النظارات.
كم من الوقت استغرق تطوير تلسكوب ويب؟
كان لدى علماء الفلك بالفعل فكرة لإنشاء خليفة لتلسكوب هابل الفضائي الذي لا يزال نشطا حاليا في مرحلة التسعينات. بدأ البناء في عام 2004. تم تأجيل إطلاق تلسكوب ويب إلى الفضاء، والذي كان مخططا له في الأصل في عام 2007، عدة مرات، إل أن تم اطلاقه بنجاح في 25 ديسمبر 2021.
وعمل أكثر من عشرة آلاف شخص في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وأوروبا لصنع هذا التلسكوب، وتم رصد ميزانية له إلى حوالي عشرة مليارات دولار عبر ميزانيات خاصة عبر ناسا ووكالة الفضاء الكندية CSA ووكالة الفضاء الأوروبية ESA إلى وشارك أيضا الاشراف التقني معهد ماكس بلانك لعلم الفلك وجامعة كولونيا والعديد من الشركات الألمانية. ومن المتوقع أن تستمر رحلته عبر الفضاء إلى 20 عاما.
ع.أ.ج/ ح.ز (أ ف ب)
بالصور.. كواكب شبيهة بالأرض تسبح في الكون الفسيح
اكتشف علماء الفلك كوكبا جديدا يشبه الأرض يدور حول النجم الأقرب إلى النظام الشمسي الذي يُعرف باسم "بروكسيما سنتوري". في جولة بالصور نرصد أبرز الاكتشافات السماوية بفضل تلسكوبات موجودة على الأرض أو في الفضاء.
صورة من: picture-alliance/dpa/ Nasa/Jpl-Caltech/T. Pyle
كوكب آخر شبيه بالأرض
اكتشف المرصد الأوروبي الجنوبي كوكبا ثالثا يشبه الأرض يدور حول النجم الأقرب إلى النظام الشمسي للأرض يُعرف باسم "بروكسيما سنتوري" ويبعد عن نظامنا الشمسي بأربع سنوات ضوئية. وأرجع العلماء كونه شبيها بالأرض لتوافر ظروف قد تجعل الحياة ممكنة نظريا مثل درجة الحرارة والجاذبية على سطحه والغلاف الجوي مع إمكانية وجود مياه.
صورة من: L. Calçada/ESO
التلسكوب العظيم يكتشف "بروكسيما دي"
اكتشف علماء الفلك الكوكب "بروكسيما دي" بفضل التلسكوب العظيم التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في صحراء تشيلي. يعد الكوكب المكتشف حديثا الأخف وزنا من بين ثلاثة كواكب تدور حول أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي. وكان علماء المرصد الأوروبي قد اكتشفوا الكوكب "بروكسيما بي" الأكبر من بين الكواكب الثلاثة باستخدام أداة البحث عن الكواكب عالية الدقة (هاربس).
صورة من: ESO/G. Lombardi
مركبة الفضاء " كبلر" بها تلسكوب لصيد الكواكب
لم يقتصر اكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض على استخدام التلسكوبات الموجودة على الأرض، بل ساهم في الأمر تلسكوبات تتجول في الفضاء. فعلى سبيل المثال، تبحث مركبة الفضاء "كبلر" عن كواكب شبيهة بالأرض منذ عام 2009. ولتكون الكواكب شبيه بالأرض يشترط أن تتوافر عليها صخور أو معادن وسطح صلب على عكس عمالقة الغاز في مجموعتنا الشمسية مثل المشتري أو زحل.
صورة من: NASA Ames/JPL-Caltech/T Pyle
مسافة بعيدة جدا
يقع الكوكب "كبلر 186 إف" خارج المجموعة الشمسية على بعد 500 سنة ضوئية من الأرض ويدور حول نجمه الأحمر "كبلر 186". وهذه الشمس الصغيرة تمتلك قرابة 4٪ فقط من طاقة الشمس في مجموعتنا الشمسية. ويدور هذا الكوكب حول نجمه في مسافة معايرة بشكل تام، لذا فإن الماء على سطحه لا يتجمد أو يتبخر وهو ما يعد شرطا مسبقا لافتراض الحياة على سطحه، لكن لم يحسم حتى الآن ما إذا كان يوجد على سطحه مياه أم لا.
صورة من: picture-alliance/dpa/ Nasa/Jpl-Caltech/T. Pyle
مجرد رسومات وليست صورا دقيقة
لا توجد أي صور دقيقة للكواكب خارج مجموعتنا الشمسية حولنا إذ يقتصر الأمر على صور وما يُطلق عليه "تمثيلات فنية" مثل صورة الكوكب "كبلر 186 إف" فيما لا توجد صورة حتى الآن لكوكب آخر اكتشف مؤخرا هو "كبلر 438 بي" الذي يدور حول نجم شبيه بالشمس على بعد حوالي 470 سنة ضوئية من الأرض والذي اكتشفته ناسا عام 2014.
صورة من: picture-alliance/dpa
كواكب تغطيها محيطات
تظهر هذه الصورة الكوكب "كبلر 62 إي" محاطا بمحيط. يتفق العلماء على أن الكواكب الشبيهة بالأرض خارج نظامنا الشمسي تضم على الأرجح محيطات كبيرة. يتواجد هذا الكوكب في القيثارة أو الكوكبة "ليرا" التي تبعد 1200 سنة ضوئية من الأرض.
صورة من: NASA Ames/JPL-Caltech
إخوة "كبلر 62 إي"
الكوكب "كبلر 62 إي" ليس وحيدا فلديه إخوة مثل الكوكب "كبلر 62 إف" الذي يبلغ قطره أكثر من قطر الأرض بـ 1.4 مرة ويقع في نظامه الشمسي بعيدا قليلا عن شقيقه الأكبر "كبلر 62 إي" الذي يبلغ حجمه أكثر من حجم الأرض بـ 1.61 مرة. ويعتقد العلماء أن كلاهما يصلح للحياة لاحتمال وجود صخور ومياه.
صورة من: NASA Ames/JPL-Caltech
كوكب يدور حول شمسين
رغم أن الكوكب "كبلر 16 بي" يتواجد في أطراف منطقة قد تكون صالحة للسكن، إلا أنه لا يمكن وجود حياة عليه نظرا لأنه يدور حول شمسين صباحا ومساء ما يجعل سكانه قادرين على مشاهدة شروقتين وغروبين، لذا يرجح العلماء أن يكون هذا الكوكب غازيا ما يجعل الحياة على سطحه مستحيلة للكائنات التي تحتاج إلى تنفس الهواء النقي.
صورة من: imago/UPI Photo
مرصد هابل الفضائي يكتشف المزيد
تتواجد "أعمدة الخلق" في سديم النسر والتي تعرف أيضا باسم "مسييه 16" وتقع على بعد حوالي 7000 سنة ضوئية وتم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي المشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية وناسا فيما يعتقد أنها تحتوى على مجموعة من النجوم الناشئة والساطعة بما في ذلك أنظمة شمسية.
صورة من: NASA, ESA/Hubble and the Hubble Heritage Team
الأنوار المضيئة
تظهر هذه الصورة ضبابا كثيرا لكن أيضا تظهر ألوانا إذ أن الإشعاع الذي تبعثه النجوم الساطعة يخترق الغبار والغاز في الأعمدة. ساعدت الصور التي التقطها التلسكوب هابل الباحثين في مراقبة التغيرات في التكوين على مدى فترات زمنية طويلة.
صورة من: NASA, ESA/Hubble and the Hubble Heritage Team
مولد نجم
تحتوى مجرة NGC 4102 على ميزة يُطلق عليها نواة منطقة خط انبعاث نووي منخفض التأين أو "لاينر"، ما يعني أنها تصدر إشعاعات أيونية مثل ما يقرب من ثلث كافة المجرات. أما في الوسط، فتوجد منطقة انفجار الشمس حيث تولد النجوم الناشئة، فيما يبلغ قطرها حوالي 1000 سنة ضوئية. وفشل العلماء في فهم العمليات الدقيقة التي تحدث في منطقة الانفجار.
صورة من: ESA/Hubble, NASA and S. Smartt (Queen's University Belfast)
مجموعة أو كوكبة هرقل
تقع مجموعة النجوم هذه في الجزء الشمالي من مجموعة أو كوكبة هرقل وتسمى "ميسييه 92". وفي الليالى المظلمة يمكن رؤية كوكبة هرقل من الأرض خاصة إذا كانت السماء صافية. وتضم قرابة 330 ألف نجم يتكون معظمها من الهيدروجين والهيليوم. أما العناصر الأثقل مثل المعادن فهي شئ نادر.
صورة من: ESA/Hubble & NASA/Gilles Chapdelaine
أفضل لقطة لمجرة أندروميدا
يبلغ حجم الصورة الأصلية من هذه الصورة لمجرة أندروميدا 1.5 مليار بكسل. وتعد هذه الصورة الأكثر تفصيلا التي تم التقاطها حتى الآن لتلك المجرة التي تضم 100 مليون نجم وآلاف العناقيد والمجموعات النجمية. ولمشاهدتها بكل جمالها ، يحتاج المرء إلى 600 شاشة تلفزيون عالية الدقة. ويفصل بين بداية ونهاية الصورة 40000 سنة ضوئية. إعداد: فابيان شميت / م. ع/ص.ش
صورة من: NASA, ESA, J. Dalcanton (University of Washington, USA), B. F. Williams (University of Washington, USA), L. C. Johnson (University of Washington, USA), the PHAT team, and R. Gendler