بیگ بنگ: تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال ۲۰۲۳ یافته‌های قابل توجهی داشته است که درک ما از جهان را تغییر داده‌اند. در این جا نگاهی به ۱۲ مورد از برترین‌ یافته‌های این تلسکوپ فضایی می‌اندازیم.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، صبح روز کریسمس دو سال قبل، ستاره‌شناسان و هواداران فضایی هدیه‌ای دریافت کردند که ۳۰ سال منتظر آن بودند و آن پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب به عنوان بزرگترین و جسورانه‌ترین تلاش جهان برای کاوش اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها در جهان بود.

۱- جیمز وب نگاهی تازه به منظومه خورشیدی ما دارد

اگرچه هدف جیمز وب رصد برخی از اولین ستارگان و کهکشان‌های جهان است، اما نگاه تازه آن به منظومه شمسی خودمان نیز خیره کننده بوده است. این تصویر که در ماه اکتبر، جریان خروج پرتو پرسرعتی را در مشتری نشان داد که با وجود بیش از ۴۸۰۰ کیلومتر عرض و حرکت آن با سرعت ۵۱۵ کیلومتر در ساعت قبلا دیده نشده بود.

در ماه ژوئن، جیمز وب برای اولین بار دی اکسید کربن را در اقیانوس‌های مایع نمکی قمر یخی مشتری اروپا شناسایی کرد. رصدخانه فضایی همچنین در این تصویر نگاه جدیدی به زحل ارائه کرده است که سیستم حلقه‌ای ظریف غول گازی و سه قمر از ۱۴۶ قمر شناخته شده آن را به تصویر می‌کشد. به گفته ناسا، این غول گازی وقتی از طریق چشم‌های فروسرخ جیمزوب دیده می‌شود، بسیار تاریک است، زیرا در این طول موج، گاز متان تقریبا تمام نور خورشیدی را که به جو می‌تابد جذب می‌کند.

این رصدخانه قدرتمند همچنین این تصویر خیره کننده از اورانوس، درخشان‌ترین قمرهای آن و ۱۱ حلقه از ۱۳ حلقه غبارآلود شناخته شده آن را ثبت کرده است.

۲- سیاره فراخورشیدی نزدیک دارای مولکول‌های حامی حیات فراوانند

در ماه سپتامبر، جیمز وب متان و دی اکسید کربن را در اتمسفر یک سیاره فراخورشیدی تقریبا نزدیک به نام K2-18 b کشف کرد که دور یک ستاره خنک در فاصله ۱۲۰ سال نوری از زمین قرار دارد و از سیاره ما بزرگتر است اما از سیارات غول پیکر منظومه خورشیدی ما کوچک‌تر است.

مشاهدات قبلی با تلسکوپ فضایی هابل نشان داده بود که K2-18 b ممکن است یک “دنیای هایسینی” باشد که میزبان جو غلیظ و غنی از هیدروژن با اقیانوس‌هایی از آب مایع در زیر سطح خود است. مشاهدات اخیر با جیمز وب این فرضیه را تایید می‌کند، زیرا داده‌های جدید شواهدی را برای وجود متان و دی اکسید کربن فراوان اما آمونیاک کم نشان داده‌اند.

“ساواس کنستانتینو” اخترشناس دانشگاه کمبریج و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «این نتایج حاصل تنها دو رصد K2-18 b است که تعداد بیشتری از آنها در راه است. این بدان معناست که کار ما در اینجا فقط نمایش اولیه از آنچه وب می‌تواند در سیارات فراخورشیدی مناطق قابل سکونت مشاهده کند، است.»

۳- جیمز وب کوچکترین جرم فضایی تاکنون را کشف کرد

در ماه فوریه، دانشمندان از کشف غیرمنتظره جیمزوب از یک سیارک کوچک که در کمربند اصلی سیارکی بین مریخ و مشتری قرار داشت، هیجان‌زده شدند. تصور می‌شود که مانند اکثر ساکنان آن منطقه، این سنگ فضایی که ارتفاع آن به اندازه بنای یادبود واشنگتن است، بقایایی از شکل‌گیری منظومه شمسی است و بنابراین تاریخ جالب در مورد تکامل خود را در بردارد.

سیارک‌هایی با طول کمتر از یک مایل به سختی با تلسکوپ‌های دیگر شناسایی می‌شوند، بنابراین این یافته بر مفید بودن تلسکوپ در فاصله‌ای نزدیک به خانه تاکید کرد.

۴- جیمز وب کهکشان‌های عظیم و اسرارآمیز را در جهان اولیه می‌یابد

در ماه فوریه، دانشمندان کشف کهکشان‌هایی به بزرگی کهکشان راه شیری را که تنها ۵۰۰ تا ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ در تصاویر جیمز وب از کیهان پخش شد، اعلام کردند. با توجه به آنچه که تئوری‌ها و مدل‌های موجود به ما می‌گویند، کهکشان‌هایی که جیمز وب یافت بسیار بزرگ و ستاره‌های قرمز بالغ در آنها بسیار قدیمی‌تر هستند و نویسندگان مطالعات می‌گویند که این یافته‌ها «مشکلاتی برای علم ایجاد می‌کنند.»

“جوئل لجا” یکی از نویسندگان این مطالعه، ستاره‌شناس در ایالت پنسیلوانیا، در بیانیه‌ای گفت: «این کل تصویر شکل‌گیری کهکشان‌های اولیه را زیر سؤال می‌برد.»

۵- بحث شدید در مورد نرخ انبساط کیهان

ما می‌دانیم که جهان با سرعت فزاینده‌ای در حال انبساط است، اما دقیقا نمی‌دانیم این سرعت چقدر است. این موضوع به بحثی تبدیل شده که محور اصلی آن حل مقدار صحیح ثابت هابل است، عدد مهمی برای تخمین نرخ انبساط جهان. در حال حاضر، برآوردها برای ثابت هابل با مقادیر مبتنی بر مشاهدات این تلسکوپ مطابقت ندارد.

امسال، جیمز وب دسته‌ای از ستارگان را مشاهده کرد که به عنوان متغیرهای دلتا قیفاووسی(Cepheid) شناخته می‌شوند، که معمولا ستارگان بزرگی هستند که حدود ۱۰۰ هزار برابر درخشان‌تر از خورشید هستند و قابل اطمینان‌ترین منبع برای اندازه‌گیری فواصل کیهانی و در نتیجه حل مشکل سرعت انبساط کیهان به حساب می‌آیند. اما به جای حل این بحث، داده‌های جیمز وب فقط بحث‌های جاری در مورد ثابت هابل را عمیق‌تر کرد.

“آدام ریس” ستاره‌شناس دانشگاه جان هاپکینز و برنده جایزه نوبل، می‌گوید: برای من اهمیتی ندارد که مقدار ثابت هابل چقدر است. من می‌خواهم بفهمم که چرا بهترین ابزارهای ما با یکدیگر همخوانی ندارند.

۶- تاباندن نوری بر اولین سیاهچاله‌های کلان جرم

امسال، جیمز وب به اخترشناسان کمک کرد تا نور ستارگان را از دو کهکشان اولیه ببینند، جایی که فکر می‌کنند یکی از اولین سیاه‌چاله‌های پرجرم پدیدار شده است.

جیمز وب کهکشان‌ها را زمانی که کیهان کمتر از یک میلیارد سال بود مشاهده کرد و نشان داد که چگونه با گذشت زمان، سیاهچاله‌ها جرمی غیرقابل درک پیدا می‌کنند و اغلب میلیون‌ها یا میلیاردها برابر خورشید می‌شوند.

۷- مولکول‌های آلی پیچیده در یک کهکشان اولیه

در ماه ژوئن، اخترشناسان فاش کردند که جیمز وب مولکول‌های جالبی بر پایه کربن، مشابه مولکول‌های موجود در ذخایر نفت و زغال سنگ روی زمین، از بیش از ۱۲ میلیارد سال پیش، زمانی که جهان تنها ۱۰ درصد از سن کنونی خود را داشته، شناسایی کرده است.

در فضا، این مولکول‌ها به دانه‌های ریز گرد و غبار متصل می‌شوند. تشخیص آنها به دلیل محدودیت‌های تلسکوپ‌های ما چالش برانگیز بود. “جاستین اسپیلکر” ستاره شناس دانشگاه A&M تگزاس، می‌گوید: «وب واقعا جستجوی مولکول‌های آلی را بسیار آسان می‌کند.»

۸- کهکشان میسی از اولین کهکشان‌هایی است که تاکنون دیده شده

این لکه نارنجی تار که توسط جیمزوب در تابستان سال ۲۰۲۲ به تصویر کشیده شد، به عنوان کهکشان میسی Maisie  شناخته می‌شود و در ماه اوت سال ۲۰۲۳، ستاره‌شناسان اعلام کردند که این کهکشان یکی از اولین کهکشان‌های کشف شده در جهان است. به نظر می‌رسد این کهکشان زمانی وجود داشته است که کیهان تنها ۳۹۰ میلیون سال سن داشته که آن را به یکی از چهار کهکشان قدیمی تبدیل کرده است.

“استیون فینکلشتاین” اخترشناس دانشگاه تگزاس در آستین و نویسنده این مطالعه، می‌گوید: «این مرز کشف‌نشده‌ای بود و ما واقعا نمی‌دانستیم کهکشان‌ها چگونه تشکیل شده‌اند یا چه شکلی هستند تا زمانی که با جیمز وب به دنبال آن‌ها گشتیم.»

۹- دورترین سیاهچاله‌ای که تا به حال دیده شده است

در ماه ژوئیه، اخترشناسان اعلام کردند که جیمز وب دورترین سیاهچاله پرجرم فعالی که تاکنون رصد شده را شناسایی کرده است. کهکشان میزبان آن تنها ۵۷۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ شکل گرفته است.

با این حال، جرم این سیاهچاله باستانی به طرز شگفت انگیزی کم است و فقط ۹ میلیون برابر خورشید اندازه دارد. برای مقایسه، وزن بیشتر این گونه سیارات بیش از یک میلیارد برابر خورشید است. محققان می‌گویند: «تشریح نحوه شکل‌گیری آن با سرعت و پس از آغاز جهان هنوز دشوار است.»

۱۰ – جیمز وب یک کهکشان شبح‌آلود باستانی را دوباره کشف می‌کند

رصد یک کهکشان غبارآلود که در اعماق یک ابر غبار قرار دارد، به تازگی مورد توجه ستاره شناسان بوده است، تا حدی به این دلیل که به نظر می‌رسد این کهکشان درست ۹۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ و زمانی که اولین ستاره‌ها ظاهر می‌شدند، تشکیل شده است.

“جد مک‌کینی” ستاره‌شناس دانشگاه تگزاس در آستین، می‌گوید: «به طور بالقوه به ما می‌گویند که جمعیت کاملی از کهکشان‌ها وجود دارند که از ما پنهان شده‌اند.»

۱۱-  جیمز وب سه ستاره تاریک معروف را پیدا کرد

در ماه ژوئیه، اخترشناسان گزارش دادند که جیمز وب سه جرم درخشان را پیدا کرده است که احتمالاً می‌توانند «ستاره‌های تاریک» باشند. این «ستاره‌ها» در ابتدا توسط جیمز وب در سال ۲۰۲۲ به عنوان کهکشان برچسب‌گذاری شده بودند.

“کاترین فریز” استاد فیزیک در دانشگاه تگزاس در آستین، در بیانیه‌ای گفت: «وقتی به داده‌های جیمز وب نگاه می‌کنیم، دو احتمال برای این اجرام وجود دارد. یکی این است که آنها کهکشان‌هایی هستند که میلیون‌ها ستاره معمولی را در خود جای داده‌اند. دیگری اینکه آنها ستاره‌های تاریک هستند. باور کنید یا خیر، یک ستاره تاریک نور کافی برای رقابت با یک کهکشان کامل از ستاره‌ها را دارد.»

ستاره‌شناسان فکر می‌کنند این نوع ستارگان از ماده تاریک نیرو می‌گیرند. ماده‌ای گریزان که ۸۵ درصد از ماده جهان ما را تشکیل می‌دهد اما برای تلسکوپ‌ها نامرئی است. به گفته محققان، اگر ستارگان تاریک واقعا وجود داشته باشند، حضور آنها به حل مشاهدات گیج کننده در مورد چگونگی رشد یک جهان بسیار جوان برای میزبانی بسیاری از کهکشان‌های بزرگ که توسط جیمز وب رصد شده کمک می‌کند.

۱۲- یافتن کهکشان شبیه راه شیری در جهان اولیه

تئوری‌های تکامل کهکشان‌ها پیش‌بینی کرده‌اند که کهکشان‌های اولیه در جهان ما بسیار جوان بودند و نمی‌توانستند ویژگی‌های قابل توجهی مانند بازوهای مارپیچی، میله‌ها یا حلقه‌ها را به نمایش بگذارند.

ستاره‌شناسان فکر می‌کنند این ساختارهای پیچیده‌تر حدود شش میلیارد سال پس از بیگ بنگ ظاهر شدند. اما امسال، جیمز وب دریافت که کهکشان‌هایی با چنین شکل‌های ظریفی می‌توانستند تا ۳.۷ میلیارد سال پس از بیگ بنگ وجود داشته باشند.

“کریستوفر کنسلیس” یکی از نویسندگان این مطالعه، استاد نجوم در دانشگاه منچستر در بریتانیا می‌گوید: «بر اساس نتایج ما، ستاره‌شناسان باید درک ما از شکل‌گیری اولین کهکشان‌ها و چگونگی تکامل کهکشان‌ها در ۱۰ میلیارد سال اخیر را بازنگری کنند.»

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: space.com