کتاب بهرام

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) یکی از پیشرفته‌ترین و بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های فضایی است که تاکنون توسط انسان‌ها ساخته شده و در تاریخ علم نجوم یک دستاورد علمی بزرگ به شمار می‌رود. این تلسکوپ با هدف مشاهده و تحلیل دقیق‌تر فضا و کهکشان‌ها، به ویژه در طول موج‌های مادون قرمز، طراحی شده است و توانایی‌های بسیار بالایی در مورد کشف اسرار کیهان دارد.

تاریخچه و توسعه

توسعه تلسکوپ جیمز وب (JWST) به طور رسمی در دهه 1990 آغاز شد. این پروژه نتیجه همکاری ناسا (NASA)، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) است. این تلسکوپ در ابتدا قرار بود در اواسط دهه 2000 میلادی به فضا ارسال شود، اما به دلایل مختلف از جمله مشکلات فنی و تأخیرهای مالی، پرتاب آن بارها به تعویق افتاد و در نهایت در 25 دسامبر 2021، تلسکوپ جیمز وب با موفقیت از پایگاه فضایی گویان فرانسه به فضا پرتاب شد.

ویژگی‌ها و طراحی

تلسکوپ فضایی جیمز وب دارای ویژگی‌های منحصر به فرد و نوآورانه‌ای است که آن را از سایر تلسکوپ‌های فضایی متمایز می‌کند:

1. آینه اصلی بزرگ

تلسکوپ JWST دارای آینه‌ای به قطر 6.5 متر است که تقریباً سه برابر بزرگ‌تر از آینه تلسکوپ فضایی هابل (به قطر 2.4 متر) است. این آینه از 18 قطعه شش‌گوشی ساخته شده است که هنگام پرتاب تا شده بودند و پس از رسیدن به مقصد خود در فضا، به صورت خودکار باز و تنظیم شدند.

2. مادون قرمز

یکی از ویژگی‌های برجسته JWST، قابلیت مشاهده در طول موج‌های مادون قرمز است. این ویژگی به این معنی است که تلسکوپ قادر به مشاهده اجرام و کهکشان‌های دوردست است که نور مرئی آنها به دلیل انبساط کیهان به طول موج‌های مادون قرمز منتقل شده است. این توانایی اجازه می‌دهد تا اجرام کهنه‌تر، دورتر و کم نورتر که برای تلسکوپ‌های قبلی قابل مشاهده نبوده‌اند، مشاهده شوند.

3. سپری خورشیدی

تلسکوپ جیمز وب یک سپر خورشیدی به اندازه تنیس‌زمین دارد که از پنج لایه ساخته شده است. این سپر نقش مهمی در محافظت از تلسکوپ در برابر گرمای خورشید ایفا می‌کند و از گرم شدن اجزای حساس مانند آینه و ابزارهای علمی جلوگیری می‌کند.

4. محل قرارگیری: نقطه L2

JWST در نقطه لاگرانژی دوم (L2) قرار دارد که حدود 1.5 میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. این نقطه موقعیتی است که در آن نیروی گرانشی زمین و خورشید به تعادل می‌رسد و شرایط پایدار برای عملیات تلسکوپ فراهم می‌آید. این مکان دور از زمین از امواج رادیویی و نویزهای دیگر جلوگیری کرده و فضایی بی‌صدا و با حداقل اختلالات برای مشاهده‌های دقیق فراهم می‌آورد.

ابزارهای علمی

تلسکوپ جیمز وب مجهز به چهار ابزار اصلی علمی است که هرکدام برای مطالعه بخش خاصی از کیهان طراحی شده‌اند:

1. NIRCam (Near InfraRed Camera): این دوربین برای مشاهده اجرام در طول موج‌های نزدیک به مادون قرمز طراحی شده و می‌تواند کهکشان‌های اولیه، ستارگان جدید و سیاره‌های فراخورشیدی را شناسایی کند.

2. NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph): این دستگاه قابلیت تجزیه و تحلیل طیف نور اجرام مختلف را دارد و به دانشمندان این امکان را می‌دهد که ترکیب شیمیایی، دما، حرکت و ویژگی‌های دیگر اجرام آسمانی را بررسی کنند.

3. MIRI (Mid-InfraRed Instrument): این ابزار در طول موج‌های مادون قرمز میانه کار می‌کند و قادر است اجرام بسیار دوردست و کهنه‌تر را مشاهده کند. این ابزار می‌تواند درک ما از شروع کیهان و تشکیل اولین کهکشان‌ها را بهبود بخشد.

4. FGS/NIRISS (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph): این سیستم برای هدایت دقیق تلسکوپ و همچنین انجام مشاهدات علمی در طول موج‌های نزدیک به مادون قرمز طراحی شده است.

اهداف علمی

تلسکوپ جیمز وب هدف‌های علمی بسیار گسترده‌ای دارد که برخی از آنها عبارتند از:

1. بررسی آغاز کیهان و اولین کهکشان‌ها: JWST قادر است به بررسی زمان‌های بسیار اولیه کیهان بپردازد و اولین کهکشان‌ها و ستارگان را که پس از بیگ بنگ به وجود آمده‌اند، مشاهده کند.

2. مطالعه سیاره‌های فراخورشیدی: تلسکوپ می‌تواند سیاره‌های خارج از منظومه شمسی را در طول موج‌های مادون قرمز مشاهده کند و حتی جو آنها را بررسی کند. این ویژگی کمک خواهد کرد تا برای اولین بار شرایط زیستی یا قابلیت سکونت در سیارات دیگر را ارزیابی کنیم.

3. مطالعه تکامل ستارگان و کهکشان‌ها: JWST می‌تواند فرآیندهای پیچیده‌ای مانند تولد ستارگان، مرگ آنها و چگونگی تأثیر این فرآیندها بر شکل‌گیری کهکشان‌ها را بررسی کند.

4. مطالعه درون سیاه‌چاله‌ها و پدیده‌های اسرارآمیز: این تلسکوپ می‌تواند به مطالعه مناطق مرموز در فضا، مانند سیاه‌چاله‌ها و انفجارهای پرتو گاما بپردازد.

دستاوردهای علمی و آینده

تلسکوپ جیمز وب در مدت زمان کوتاهی پس از پرتاب، دستاوردهای قابل توجهی به همراه داشته است. این تلسکوپ توانسته تصاویر بی‌نظیری از کهکشان‌ها، سحابی‌ها و سیارات فراخورشیدی ارائه دهد و به کشف اجرام جدیدی که تاکنون برای بشر ناشناخته بودند، بپردازد. انتظار می‌رود JWST در آینده اطلاعات زیادی در مورد آغاز کیهان، تکامل کهکشان‌ها و حتی شواهد احتمالی از زندگی در دیگر سیارات به دست دهد.

نتیجه‌گیری

تلسکوپ فضایی جیمز وب به عنوان یک پیشرفت علمی عظیم، به انسان‌ها ابزارهای جدیدی برای مطالعه کیهان ارائه می‌دهد. این تلسکوپ نه تنها می‌تواند درک ما از تاریخ کیهان و فرآیندهای آسمانی را عمیق‌تر کند، بلکه می‌تواند به کشف سیارات قابل سکونت و شواهدی از حیات فرازمینی کمک کند. به عبارت دیگر، JWST دروازه‌ای به سوی کشفیات علمی شگفت‌انگیز و چالش‌های جدید در زمینه نجوم و فیزیک خواهد بود.