علوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي

[مجدى الجن]

انا : مجدى الجن

سيُشكل تلسكوب جيمس ويب الفضائي قفزةً عملاقة نحو الأمام في مجال سعينا لفهم الكون وأصوله. سيفحص تلسكوب ويب كل مراحل تاريخ الكون: انطلاقاً من التوهجات الأولى التي حصلت بعد الانفجار العظيم ووصولاً إلى تشكل المجرات، والنجوم، والكواكب، وتطور نظامنا الشمسي.

• علوم ويب: ولادة النجوم الأنظمة الكوكبية الأولية

سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادراً على النظر عبر سحب الغبار الكثيفة التي تحجب الرؤية عن المراصد العاملة في المجال المرئي من الطيف مثل هابل؛ وفي داخل هذه السحب، تجري عملية ولادة النجوم والأنظمة الكوكبية.

ماذا يُوجد داخل سحب الغبار هذه؟

نُشاهد هنا السديم الشهير المعروف بأعمدة الخلق، كما تم تصويره من قِبل تلسكوب هابل الفضائي. وعلى الرغم من جمال هذه الصور، إلا أنه لازال هناك نجومٌ مدفونة داخل غبار الأعمدة ولا يستطيع هابل رؤيتها. ====== وذلك الأمر ناتج عن قيام الغبار بحجب الضوء المرئي الصادر عن تلك النجوم.

لكن ماذا لو كان لدينا مشاهد أخرى، غير الصور القادمة من تلسكوب هابل، وكانت هذه المشاهد معتمدة على الأشعة تحت الحمراء القريبة (near-infrared).

تستطيع الأشعة تحت الحمراء الكشف عن النجوم المختفية في الغبار وجعلها مرئية. ولو كان بإمكان هابل، الذي يُعتبر مثالياً بالنسبة للضوء المرئي، التقاط صورة بالأشعة تحت الحمراء القريبة، ماذا كنتَ سترى؟ تخيل الآن المشهد الذي سيحصل عليه تلسكوب ويب المثالي في المجال القريب من تحت الأحمر، والذي يمتلك قدرةً تفوق قدرة هابل بمئة مرة!

إليك سديم آخر، وهو "الجبال الصوفية" الموجودة في سديم كارينا، كما شُوهدت في صور هابل، ففي اليمين نرى مشهدًا بالأشعة تحت الحمراء وفي اليسار نفس المشهد بالضوء المرئي:

هناك الكثير من النجوم التي أصبحت مرئية ولم تكن كذلك في السابق.

كيف يجري الأمر؟ يُمكننا محاولة القيام بتجربة ذهنية؛ ماذا لو أردتَ وضع يدك في كيس قمامة؟ يدك مختفية الآن، إنها غير مرئية.

لكن إذا نظرت إلى ذراعك وكيس القمامة باستخدام كاميرا تعمل في المجال تحت الأحمر؟ تذكر أن الأشعة تحت الحمراء هي بشكلٍ أساسي حرارة. وفي الوقت الذي لا تستطيع فيه عينيك رؤية دفء ذراعك الموجودة تحت البلاستيك البارد، ستتمكن الكاميرا تحت الحمراء من الرؤية عبر الكيس!

تعمل التلسكوبات تحت الحمراء بالطريقة ذاتها. إنها تشاهد الحرارة أو الضوء تحت الأحمر الصادر عن النجوم الموجودة داخل سحب الغبار الأكثر برودة.

ستسمح قدرات التصوير والتحليل الطيفي الفريدة لتلسكوب ويب، بدراسة النجوم أثناء تشكلها في الشرانق الغبارية. بالإضافة إلى ذلك، ستكون قادرةً على تصوير الأقراص المكونة من المواد الساخنة المحيطة بتلك النجوم الشابة، والتي تُصور لنا بدايات تشكل الأنظمة الكوكبية، كما سيسمح التلسكوب بدراسة الجزيئات العضوية الضرورية لتطور الحياة.

• علوم ويب: الكواكب وأصل الحياة

اكتُشف أول كوكب موجود خارج نظامنا الشمسي في العام 1992. ومنذ ذلك الوقت، اكتشفنا أعدادًا كبيرة من الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. وأدركنا أن الكواكب شائعة الوجود في الواقع.

معظم الكواكب الخارجية المكتشفة هي عبارة عن عمالقة غازية مثل المشتري، وقد يكون ذلك ناجمٌ عن كون رصد الكواكب الأكبر أشد سهولةً. تضمنت الاكتشافات الحديثة كواكبًا أصغر، انطلاقًا من تلك التي يتجاوز حجمها حجم الأرض ببضع مرات (تُعرف بالكواكب العملاقة) ووصولاً إلى الكواكب التي تمتلك حجمًا مشابهًا لحجم الأرض أو أصغر. الهدف النهائي للبحث هو إيجاد كواكب تدور في المنطقة السكنية المحيطة بنجمها، حيث يُمكن أن يتواجد الماء السائل وربما حتى الحياة.

لتعقب أصل الأرض والحياة في الكون، يحتاج العلماء إلى دراسة تشكل الكواكب وتطورها، بما في ذلك المواد المحيطة بالنجوم والتي تتشكل الكواكب داخلها. تكمن القضية الأساسية في فهم كيفية تجمّع لبنات بناء الكواكب. لا يعرف العلماء فيما إذا كانت كل الكواكب في نظام كوكبي ما تتشكل في أماكن وجودها، أو أنها تتحرك نحو الداخل بعد تشكلها عند الحدود الخارجية للنظام. ومن غير المعروف أيضًا كيف تصل الكواكب إلى مداراتها النهائية، أو كيف تؤثر الكواكب الكبيرة على الكواكب الصغيرة في الأنظمة الشمسية المشابهة لنظامنا.

تُشكل الأجسام الجليدية والغبارية الموجودة في أقاصي نظامنا الشمسي أدلةً تُخبرنا الكثير عن الظروف التي وُجدت عندما كان نظامنا شابًا جدًا. يستطيع العلماء إجراءَ مقارنة مباشرة مع تلك الظروف التي يرصدونها في الأجسام والغبار حول النجوم الأخرى

ستكون أجهزة تلسكوب جيمس ويب الحساسة قادرةً على استخلاص صور بالأشعة تحت الحمراء للكواكب العملاقة، والأنظمة الكوكبية، وتوصيف أعمارها وكتلها عبر قياس أطيافها. وسيتمكن ويب من قياس أطياف الأقراص المحيطة بالنجوم الأخرى ليُحدد مكونات تلك الأقراص التي تؤدي بدورها إلى تشكل النظام الكوكبي.

بالإضافة إلى دراسة الكواكب خارج نظامنا الشمسي، يُريد العلماء التعلم المزيد حول موطننا؛ فهم يرغبون بدراسة التاريخ الكيميائي والفيزيائي للأجسام الصغيرة والكبيرة التي تلتئم معاً لتُشكل الأرض، وقد يساعدنا الأمر في اكتشاف كيفية تطور الحياة على كوكبنا. سيكون ويب قوياً كفاية لتحديد وتوصيف المذنبات، والأجسام الجليدية الأخرى الموجودة في أقاصي نظامنا الشمسي، والتي تحتوي أدلةً مهمة حول أصلنا.


المصدر

ساعد في نشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك