به عصر جیمز وب در ستاره شناسی خوش آمدید

سرانجام پس از چند دهه برنامه ریزی، سال ها تلاش برای ساخت و توسعه فناوری لازم، انتظار برای مهیا شدن بودجه و برنامه پرتاب و هزینه کردن حدود 100 میلیارد دلار، عصر ستاره شناسی با تلسکوپ فضایی جیمز وب به طور رسمی با انتشار نخستین مجموعه از تصاویر این تلسکوپ آغاز شد.

روز گذشته (دوشنبه عصر) جو بایدن رییس جمهور و کاملا هریس، معاون اول و رییس شورای فضایی آمریکا در جلسه ای که در کاخ سفید و با تاخیر برگزار شد، اولین تصویر رسمی از مجموع پنج تصویر ابتدایی وب را منتشر کردند.

این تصویری از یک خوشه کهکشانی فشرده به نام SMAC 0723 بود. این خوشه فشرده به دلیل گرانش بالای خود همانند یک عدسی عمل می کنند و نور ضعیف ستاره ها و کهکشان هایپشت سر خود را بزرگ کرده و به ما می رسانند. البته به دلیل این انجنا تصویری که کهکشان ها یدور درست واقع در پشت این خوشه می ببینیم معوج است.

امروز از ساعت 10:30 بامداد ناسا اقدام به انتشار سایر این تصاویر کرد.

یکی از این تصاویر یا به عبارت بهتر داده های تولید شده نخستین طیف سنجی دقیق و مستقیم از سیاره ای فراخورشیدی است. سیاره ای غول پیکر که در مداری نزدیک به ستاره مادر خود و در فاصله حدود هزار سال نوری از ما در حال گردش است. این طیف نشان از وجود ملکول های آب در جو داغ این سیاره دارد.

داده های این تصویر را ابزاری به نام FGS تهیه کرده است. ابزاری که یکی از چهار ابزار اصلی ثبت علمی جیمز وب است و توسط دانشمندان کانادایی تهیه شده است و یکی از مشارکت های اصلی کانادا در این پروژه به شمار می رود.

در ادامه می توانید تصاویر تازه و توضیحی درباره این اجرام را مرور کنید:

سحابی حمال

سحابی حمال که به نامه‌ای کارینا یا شاه‌تخته یا سحابی بزرگ کارینا (حمال/شاه‌تخته) هم شناخته می‌شود با شماره NGC 3372 شناخته می‌شود. این سحابی عظیم در راستای صورت فلکی حمال و در فاصله حدود ۸ هزار و پانصد سال نوری از زمین قرار دارد و درون بازوی قوس – حمال کهکشان راه شیری جای دارد.

اینجا یک زایشگاه فعال ستاره‌ای است. تولد ستاره‌های پرجرم و نابودی برخی از نوجوانان ابر پرجرم باعث شده است تا درون این سحابی نقش و حفاری‌های متعددی را شاهد باشد. برخی از ستاره‌های درون این سحابی به نظر می آید که بیش از ۵۰ تا ۱۰۰ برابر جرم خورشید ما جرم داشته باشند و به همین دلیل هم محکوم به عمری کوتاه هستند. یکی از معروف‌ترین ستاره‌های این مجموعه ستاره درخشان اتا حمال یا اتا کارینا است که در آخرین روزهای زندگی کوتاهش به‌عنوان ستاره‌ای ابر پرجرم قرار دارد و زمانی مرگ پرشکوهش در قالب انفجاری ابر نواختری را تجربه کند، بادهای ناشی از این انفجار شمایل گازهای همسایه‌اش را تغییر می‌دهد. نخستین نسل ستاره‌های این زایشگاه پرآشوب ستاره‌ای حدود سه میلیون سال پیش به دنیا آمدند و با تولد و مرگ خود از آن زمان تاکنون در حال شکل دادن به این ابر عظیم میان ستاره‌ای هستند.

نگاه ژرف جیمز وب بخشی از این سحابی را آشکار خواهد و نمایی دیده نشده از زادگاه ستاره‌های جوان و پرجرم و داغ در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

طیف WASP-96 b

در حدود فاصله هزار سال نوری از زمین ستاره‌ای از رده طیفی G (ستاره‌هایی مشابه خورشید) قرار دارد که به نام WASP-96 شناخته می‌شود. این ستاره در راستای صورت فلکی ققنوس در نیمکره جنوبی قرار دارد و در سال ۲۰۱۳ بود که موردتوجه قرار گرفت. زمانی که داده‌های پروژه جستجوی میدان دید باز برای سیاره‌ها یا WASP موفق شد در اطراف آن سیاره‌ای را کشف کند. سیاره تازه کشف‌شده که به نام WASP -96-b شناخته می‌شود. این سیاره غولی گازی است که جرمی کمتر از نصف جرم مشتری دارد، اما حجم آن حدود ۲۰ درصد بیش از مشتری است. بدین ترتیب چگالی این سیاره کاهش می‌یابد. این سیاره  فاصله آن تا ستاره مادرش تنها حدود (۰٫۰۴۵۳ واحد نجومی که فاصله متوسط زمین تا خورشید است) فاصله دارد.

این فاصله فوق‌العاده نزدیکی برای مدار سیاره در اطراف خورشید است. در منظومه شمسی ما نزدیک‌ترین سیاره با خورشید در حدود ۰٫۴ واحد نجومی فاصله دارد.  این چگالی و این فاصله از ستاره مادر باعث می‌شود تا این سیاره در رده سیاره‌هایی که به نام زحل‌های داغ معروفند طبقه‌بندی شوند.

بدین ترتیب ما سیاره‌ای مشتری مانند طرف هستیم که در فاصله فوق‌العاده نزدیک به ستاره‌ای خورشید مانند در فاصله زمانی هر ۳٫۴ روز  یک بار به دور ستاره مادر خود می‌چرخد (طول هرسال آن تنها ۳٫۴ روز زمینی است.)

وجود چنین سیاره‌ای در چنین فاصله نزدیکی به ستاره مادر یکی از معماهای سیاره شناسی است. چطور این سیاره می‌تواند جو گازی خود را در چنین فاصله نزدیکی به ستاره مادر و تحت بمباران دائم ذرات پرانرژی آن حفظ کند؟

تحقیقات بعدی که در سال ۲۰۱۸  درباره این سیاره و با استفاده از رصدخانه جنوبی اروپا و طیف سنجی تلسکوپ های VLT انجام شد، نشان داد که در طیف این سیاره نشانه‌های سدیم دیده شده است. اگر در لایه های بالایی این سیاره (بخشی که جو آن شمرده می‌شود) لایه‌های متغیر ابر وجود می‌داشت چنین نشانه‌هایی کمتر ممکن بود دیده شود و مشاهده آن خبر از آن دارد که در جو فوقانی این سیاره خبری از ابر نیست.

حالا جیمز وب قرار است طیف دقیقی از این سیاره منتشر کند. این نخستین باری است که ابزاری با چنین دقتی به بررسی جو یک سیاره فراخورشیدی می‌پردازد. این به معنی واقعی کلمه می‌تواند آغازگر عصری تازه در درک سیارات باشد.

سحابی حلقه جنوبی

در فاصله حدود دو هزار سال نوری از ما در راستای صورت فلکی بادبان، روزگاری دور ستاره‌ای همچون خورشید ما می‌زیست.

زمانی که سوخت هیدروژن در کوره این ستاره به پایان رسید، ایام پرهیاهویی در زندگی آن آغاز شد. با اتمام ذخیره هیدروژن در هسته، تعادلی که میان نیروی تابش ناشی از همجوشی هسته‌ای رو به سمت بیرون از مرکز و نیروی گرانشی که جرم ستاره را به سمت مرکز در هم می‌فشرد از بین رفت. در غیاب نیروی تابشی، گرانش شروع به فشرده کردن ستاره کرد تا دما در مرکز به حدی رسید که حالا امکان همجوشی هلیوم فراهم شد. بار دیگر برای مدتی کوتاه تعادلی ناپایدار برقرار شد و این روند چندین باری تکرار شد و درنهایت برای آخرین کوره پرفروغ مرکزی بادهای شدید خود را به‌طرف سطح فرستادند و برای همیشه خاموش شدند. لایه‌های بیرونی سیاره که در آن زمان به غول سرخی بدل شده بودند، شروع به ترک ستاره کردند، بقایای آن در مرکز شروع به فرورمبیدن بر روی خود کرد و درنهایت چنان چگال شد که از خاکستر ستاره رشته اصلی، کوتوله‌ای سفید به دنیا آمد. تشعشات آن‌قدر قوی بود که ابرهای لایه‌های گازی در حال فرار از مرکز ستاره را ملتهب کرده و به فروزش درآورد. این گازها با سرعتی در حدود ۱۴٫۵ کیلومتر بر ثانیه در حال دور شدن از مرکز هستند.

همه این اتفاق‌ها را وقتی از روی زمین و از فاصله نزدیک به دو هزار سال نوری می‌بینید، چشم‌انداز سحابی سیاره نما NGC 3132 یا سحابی حلقه جنوبی یا سحابی هشت فوران را می‌سازد. سحابی سیاره نمایی که قطر آن در حدود نیم سال نوری است.

این چشم‌انداز آینده خورشید ما است. چیزی حدود پنج میلیارد سال دیگر خورشید ما مسیر خود را به سمت تبدیل‌شدن به این جرم شگفت آغاز می‌کند.

اگر تصویر سحابی حمال نمایی از زایشگاه ستاره‌ها و سیاه فراخورشیدی WASP-96 نمایی از سیاره‌ها در منظومه‌ای چون خورشید را به نمایش می‌گذارد، سحابی حلقه جنوبی چشم‌اندازی از مرگ باشکوه خورشید ما است.

پنج‌قلوهای استفان

فراتر از دنیای سیاره‌ها و ستاره‌ها این کهکشان‌ها هستند که اصلی‌ترین ساختارهای جرم باریونی را در عالم ما تشکیل می‌دهند. جزایری از ستاره‌ها که در سراسر عالم پراکنده‌اند. ساختارهای بزرگ‌مقیاسی که تحت سیطره نیروی گرانش در عالم قرار دارند.

بررسی تحول کهکشان‌ها یکی از اهداف تلسکوپ جیمز وب به شمار می‌رود و در رونمایی از نخستین مجموعه تصاویر این تلسکوپ قرار است جیمز وب نمایی از یک خوشه بسیار به هم نزدیک از کهکشان‌ها را آشکار کند.

خوشه پنج قلوی استفان در آسمان در امتداد صورت فلکی فرس اعظم یا اسب بالدار (پگاسوس) جای دارد و همان‌طور که از نامش برمی‌آید از پنج کهکشان تشکیل‌شده است. چهار مورد از این پنج  کهکشان به‌طور واقعی در کنار هم قرار دارند و تحت تأثیر نیروی گرانشی خود خوشه‌ای کوچک را شکل داده‌اند.

اگر به تصاویر این مجموعه نگاه کنید شاید در نگاه اول به نظر تنها بتوانید چهار کهکشان را تشکیل دهید اما با نگاهی دقیق‌تر به مرکز تصویر می‌بینید که عضو میانی درواقع دو کهکشان فوق‌العاده نزدیک به هم است که در حال رقصی کیهانی به دور خود هستند. این کهکشان‌ها را می‌توانید در فهرست‌های اجرام غیره ستاره‌ای بهنام‌های  NGC 7320, NGC 7319, NGC 7318 (a & b), NGC 7317 پیدا کنید که به ترتیب در حدود ۳۰۰، ۲۷۰، ۳۱۱ و ۳۹ میلیون سال نوری از ما فاصله دارند.

نخستین بار در سال ۱۸۷۷ ستاره‌شناسی به نام ادواردو استفان این کهکشان‌ها را ثبت و رصد کرد و به همین دلیل هم نامشان را پنج‌قلوهای استفان نهاده‌اند.

این خانواده کهکشان‌ها نخستین نگاه دقیق جیمز وب به جهان کهکشان‌ها است.

 SMACS 0723

MACS 0723: نام خوشه غول‌آسای کهکشانی است که  به دلیل جرم زیاد خود فضا و زمان را در اطراف خود چنان خم می‌کند که تبدیل به عدسی گرانشی عظیمی می‌شود و به‌واسطه آن می‌توان نور ضعیف کهکشان‌هایی فراتر از توان دید هر ابزار رصدی را در آسمان مشاهده کرد.

این عدسی‌های طبیعی یکی از بخت‌های ما برای این است که بتوانیم ردهایی از نخستین روزهای عالم به دست بیاوریم و حالا وب در تلاش برای آنکه بتواند نشانی از عالم نخستین پیدا کند نگاه دقیق خود را به این ساختار طبیعی و عدسی گرانش که انحنایی در فضا زمان ایجاد کرده است معطوف کرده است.