يجلب تلسكوب ويب المجرات المبكرة والمشتري إلى بؤرة حادة

ظهرت النتائج العلمية الأولى في الأسابيع الأخيرة ، وما شاهده التلسكوب في أعمق الفضاء كان محيرًا بعض الشيء. بعض هذه المجرات البعيدة ضخمة بشكل لافت للنظر. كان الافتراض العام هو أن المجرات المبكرة – التي تشكلت بعد وقت قصير من اشتعال النجوم الأولى – ستكون صغيرة ومشوهة نسبيًا. بدلاً من ذلك ، بعضها كبير ومشرق ومنظم بشكل جيد.

تلسكوب ويب مذهل. لكن الكون أكثر من ذلك.

قال جارث إلينجورث ، عالم الفلك بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز ، عن المجرات الضخمة المبكرة: “النماذج لا تتنبأ بهذا”. “كيف تفعل هذا في الكون في مثل هذا الوقت المبكر؟ كيف تكوِّن الكثير من النجوم بهذه السرعة؟ “

هذه ليست أزمة كونية. ما يحدث هو الكثير من العلوم السريعة ، التي يتم إجراؤها “في الوقت الفعلي” ، كما قال عالم الفيزياء الفلكية جيهان كارتالتيب من معهد روتشستر للتكنولوجيا. تتدفق البيانات من التلسكوب الجديد ، وهي من بين جحافل علماء الفلك الذين يقومون بتدوير أوراق جديدة ، ونشرها بسرعة على الإنترنت قبل مراجعة الأقران.

يرى ويب أشياء لم يرها أحد من قبل بمثل هذه التفاصيل الدقيقة وفي مثل هذه المسافات الهائلة. تبحث فرق البحث في جميع أنحاء الكوكب في البيانات التي تم إصدارها علنًا وتتسابق لاكتشاف المجرات الأبعد أو إجراء اكتشافات أخرى رائعة. غالبًا ما يتقدم العلم بوتيرة فخمة ، مما يؤدي إلى تطوير المعرفة بشكل متزايد ، لكن Webb يقوم بإلقاء حمولات الشاحنات من البيانات المغرية على العلماء جميعًا في وقت واحد. سيتم تنقيح التقديرات الأولية للمسافات عند الفحص الدقيق.

قالت كارتالتيبي إنها بالتأكيد ليست قلقة بشأن أي توتر بين نظرية الفيزياء الفلكية وما يراه ويب: “ربما نخدش رؤوسنا يومًا ما ، ولكن بعد يوم ،” أوه ، كل هذا منطقي الآن “.

ناسا تكشف النقاب عن الصور الأولى من تلسكوب جيمس ويب الفضائي

ما فاجأ عالم الفلك دان كو من معهد علوم تلسكوب الفضاء هو عدد المجرات اللطيفة الشبيهة بالقرص.

قال كو: “اعتقدنا أن الكون المبكر كان هذا المكان الفوضوي حيث توجد كل هذه التجمعات من تشكيل النجوم ، وكل الأشياء مختلطة”.

كان هذا الافتراض حول الكون المبكر يرجع جزئيًا إلى ملاحظات تلسكوب هابل الفضائي ، والتي كشفت عن مجرات مبكرة متكتلة وغير منتظمة الشكل. لكن هابل يرصد جزءًا ضيقًا نسبيًا من الطيف الكهرومغناطيسي ، بما في ذلك الضوء “المرئي”. يراقب ويب الأشعة تحت الحمراء ، ويجمع الضوء خارج نطاق هابل. مع هابل ، قال كو ، “كنا نفتقد كل النجوم الأكثر برودة والنجوم الأكبر سناً. كنا في الحقيقة لا نرى سوى الصغار المثيرين للاهتمام “.

أسهل تفسير لتلك المجرات الضخمة بشكل مدهش هو أنه ، على الأقل بالنسبة لبعضها ، كان هناك خطأ في التقدير – ربما بسبب خدعة من الضوء.

المجرات البعيدة حمراء جدا. هم ، في اللغة الفلكية ، “انزياح نحو الأحمر”. الأطوال الموجية للضوء من هذه الأجسام قد تمدد بسبب تمدد الكون. يُفترض أن تلك التي تبدو الأكثر احمرارًا – والتي تحتوي على أعلى انزياح أحمر – هي الأبعد.

لكن الغبار يمكن أن يلقي بالحسابات. يمكن أن يمتص الغبار الضوء الأزرق ويحمر الجسم. يمكن أن تكون بعض هذه المجرات البعيدة جدًا والمغطاة باللون الأحمر شديدة الغبار ، وليست في الواقع بعيدة (وشابة) كما تظهر. هذا من شأنه إعادة تنظيم الملاحظات مع ما توقعه علماء الفلك.

أو قد يظهر تفسير آخر. ما هو مؤكد هو أنه ، في الوقت الحالي ، التلسكوب الذي تبلغ قيمته 10 مليارات دولار – وهو جهد مشترك بين وكالة ناسا ووكالات الفضاء في كندا وأوروبا – هو تقديم ملاحظات جديدة ليس فقط لتلك المجرات البعيدة ولكن أيضًا الأشياء الأقرب إلى المنزل مثل كوكب المشتري، كويكب عملاق ومذنب تم اكتشافه حديثًا.

ال أحدث اكتشاف ويب تم الإعلان الخميس: تم الكشف عن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب عملاق بعيد يسمى WASP-39 b. إنه “أول اكتشاف نهائي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية” ، وفقًا لما ذكره نيكول كولون ، عالم مشروع ويب في ناسا. على الرغم من اعتبار WASP-39 b ساخنًا جدًا بحيث لا يمكن أن تكون صالحة للسكن ، إلا أن الاكتشاف الناجح لثاني أكسيد الكربون يوضح مدى حدة رؤية ويب ويبشر بالفحص المستقبلي للكواكب البعيدة التي قد تؤوي الحياة.

يتم التحكم في التلسكوب من قبل المهندسين في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور. يقع مركز عمليات المهمة في الطابق الثاني من المعهد ، والذي يقع على حافة حرم جامعة جونز هوبكنز.

في صباح أحد الأيام ، كان هناك ثلاثة أشخاص فقط يعملون في غرفة التحكم في الطيران: وحدة التحكم في العمليات إيرما أراسيلي كيسبي-نيرا ، ومهندس الأنظمة الأرضية إيفان آدامز ، ومراقب القيادة كايلا ييتس. جلسوا في صف من محطات العمل مع شاشات كبيرة محملة بالبيانات من التلسكوب.

قم بجولة كونية داخل الصور التي تم التقاطها بواسطة تلسكوب ويب التابع لناسا

قال ييتس: “نحن لا نعيش عادة في قيادة العمل”. بمعنى آخر ، لا أحد يتحكم في التلسكوب باستخدام عصا التحكم أو أي شيء من هذا القبيل. إنه يعمل بشكل مستقل إلى حد كبير ، ويلبي جدول المراقبة الذي يتم تحميله مرة واحدة في الأسبوع. يتم إرسال أمر من غرفة التحكم في الطيران إلى مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. ومن هناك ينتقل الأمر إلى مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، ثم إلى شبكة الفضاء العميقة – هوائيات الراديو بالقرب من بارستو ، كاليفورنيا ، مدريد وكانبيرا ، أستراليا. اعتمادًا على دوران الأرض ، يمكن لأحد هذه الهوائيات إرسال الأمر إلى التلسكوب.

اختفى منذ فترة طويلة من مركز عمليات البعثة في بالتيمور حشود الناس الذين كانوا في متناول اليد في صباح يوم إطلاق التلسكوب عيد الميلاد الماضي.

قال آدامز: “إنها شهادة على مدى نجاحنا في أن نتمكن من الانتقال من عدة مئات إلى ثلاثة منا فقط”.

يتم تحديد جدول المراقبة إلى حد كبير من خلال الرغبة في أن تكون فعالًا ، وهذا يعني غالبًا النظر إلى الأشياء التي تبدو قريبة من بعضها البعض في السماء حتى لو كانت على بعد مليارات السنين الضوئية عن بعضها البعض.

سيصاب الزائر بخيبة أمل عندما يدرك أن فريق التحكم في الطيران لا يرى ما يراه التلسكوب. لا توجد شاشة كبيرة تعرض ، على سبيل المثال ، مذنب ، أو مجرة ​​، أو فجر الزمن. ولكن يمكن لفريق التحكم في الطيران قراءة البيانات التي تصف اتجاه التلسكوب – على سبيل المثال ، “32 درجة صعودًا يمينًا ، وانحدارًا بمقدار 12 درجة”. ثم استشر مخطط النجوم لمعرفة المكان الذي يشير إليه التلسكوب.

قال آدامز: “إنها بين أندروميدا وأيًا كانت تلك الكوكبة الأخرى”.

صور كوكب المشتري “لا تصدق” التي كشف عنها تلسكوب جيمس ويب التابع لناسا

إليك عينة من بعض ملاحظات Webb ، والتي يجب أن تسفر عن صور جديدة ، بالإضافة إلى تقارير علمية ، في الأشهر المقبلة:

مجرة عجلة العربة: مجرة “حلقة” جميلة ونادرة بشكل لافت للنظر ، تبعد حوالي 500 مليون سنة ضوئية. هيكلها غير العادي ناتج عن اصطدامها بمجرة أخرى. كان هذا واحدًا من الصور الأولى التي عالجها فريق ويب لعرض ما يمكن أن يفعله التلسكوب.

M16 ، سديم النسر: هذا “سديم كوكبي” داخل مجرتنا يشتهر بأنه موطن هيكل يلقب بـ “أعمدة الخلق” تم تصويره بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. أصبحت واحدة من أشهر صور هابل ، حيث تُظهر ثلاثة أعمدة شاهقة من الغبار تضيئها النجوم الشابة الساخنة خارج إطار الصورة ، وكلها موجهة بواسطة وكالة ناسا لإنتاج ما يبدو للعين البشرية وكأنه منظر أرضي. من المفترض أن ينتج Webb صورة ذات إطار مشابه ولكن بدقة وتفاصيل جديدة ، وذلك بفضل القدرة على جمع الضوء في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء التي يتعذر على هابل الوصول إليها.

جانيميد ، أكبر قمر لكوكب المشتري: إنه أكبر قمر في المجموعة الشمسية وأكبر حتى من كوكب عطارد. يعتقد العلماء أن لديها محيطًا تحت السطح به مياه أكثر من جميع المحيطات على الأرض. قال كلاوس بونتوبيدان ، عالم مشروع ويب ، إن التلسكوب سيبحث عن أعمدة ، وهي ينابيع مياه حارة شبيهة بما تم رصده على قمر المشتري يوروبا وقمر إنسيلادوس الخاص بكوكب المشتري.

المذنب ج / 2017 K2: تم اكتشافه في عام 2017 ، وهو مذنب كبير بشكل غير عادي مع ذيل يبلغ طوله 500000 ميل ويتجه نحو الشمس.

المجرة الحلزونية ذات القضبان العظيمة: رسميًا ، “NGC-1365 ،” هذه مجرة ​​كلاسيكية رائعة “ذات قضيب” – حلزوني مع شريط مركزي من النجوم يربط بين ذراعين بارزين مقوسين. تبعد حوالي 56 مليون سنة ضوئية.

نظام الكواكب Trappist-1: سبعة كواكب تدور حول هذا النجم ، والعديد منها في “المنطقة الصالحة للسكن” ، مما يعني أنها على مسافة من النجم حيث يمكن أن يكون الماء سائلاً على سطحه. يريد علماء الفلك معرفة ما إذا كانت هذه الكواكب لها غلاف جوي.

دراكو والنحات: هذه مجرات كروية قزمية قريبة من مجرة ​​درب التبانة. من خلال دراسة حركتهم على مدى فترة طويلة من الزمن ، يأمل علماء الفلك في معرفة المزيد عن وجود المادة المظلمة – وهي مادة غير مرئية ولكن لها علامة جاذبية.

هذه مجرد قائمة جزئية. هناك الكثير لتراه هناك.

قالت هايدي هاميل ، عالمة فلك الكواكب ونائبة رئيس العلوم في اتحاد الجامعات لأبحاث علم الفلك: “إنها بلا توقف ، 24-7 ، فقط العلم يتراجع”. إنه تنوع هائل في العلوم. رأيت البقعة الحمراء الرائعة لكوكب المشتري – ولكن بعد ذلك بساعتين ، نحن الآن ننظر إلى M33 ، هذه المجرة الحلزونية. بعد ساعتين ، نحن الآن نبحث عن كوكب خارج المجموعة الشمسية أعرفه بالفعل بالاسم. إنه لأمر رائع جدًا مشاهدة ذلك “.