در دنیای پررمز و راز نجوم، تلسکوپ جیمز وب به عنوان یکی از پیشرفتهترین ابزارهای بشر برای کاوش اعماق کیهان شناخته میشود. تلسکوپ فضایی جیمز وب، که اغلب به اختصار JWST نامیده میشود، نه تنها جانشین شایستهای برای تلسکوپ هابل است، بلکه دریچهای نو به سوی اسرار اولیه کیهان باز کرده است. تصور کنید که بتوانید به گذشته کیهان سفر کنید و نخستین نورهای پس از بیگبنگ را ببینید؛ این دقیقاً کاری است که تلسکوپ جیمز وب انجام میدهد.
اگر شما هم از آن دسته افرادی هستید که به ستارهها، کهکشانها و سیارات دوردست علاقهمندید، این مقاله جامع شما را با جزئیات کامل آشنا خواهد کرد. ما در اینجا به بررسی تاریخچه، ساخت، ویژگیها، دستاوردها و کشفهای تلسکوپ جیمز وب میپردازیم، تا درک عمیقی از این ماهواره جیمز وب به دست آورید. با ما همراه باشید تا سفری هیجانانگیز به دنیای نجوم را تجربه کنیم.
تلسکوپ جیمز وب چیست؟
تلسکوپ جیمز وب، پروژهای مشترک میان ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) است که پس از سالها تلاش و سرمایهگذاری عظیم، در دسامبر ۲۰۲۱ پرتاب شد. این ابزار قدرتمند، با تمرکز بر نور مادون قرمز، امکان مشاهده پدیدههایی را فراهم میکند که تلسکوپهای قبلی مانند هابل قادر به دیدن آنها نبودند.
تاریخچه و نحوه ساخت تلسکوپ جیمز وب
تاریخچه تلسکوپ جیمز وب به دهه ۱۹۹۰ میلادی بازمیگردد، زمانی که دانشمندان ناسا ایدهای برای ساخت یک تلسکوپ فضایی نسل بعدی را مطرح کردند. ابتدا با نام “تلسکوپ فضایی نسل بعدی” (NGST) شناخته میشد، اما در سال ۲۰۰۲ به افتخار جیمز ای. وب، مدیر سابق ناسا، به تلسکوپ جیمز وب تغییر نام داد. این پروژه با هدف جایگزینی تلسکوپ هابل و تمرکز بر نور مادون قرمز طراحی شد، زیرا این نوع نور میتواند از گرد و غبار کیهانی عبور کند و تصاویر واضحتری از دوران اولیه کیهان ارائه دهد.
ساخت تلسکوپ جیمز وب با چالشهای فراوانی همراه بود. کار ساخت در سال ۲۰۰۴ آغاز شد، اما هزینهها از بودجه اولیه یک میلیارد دلاری فراتر رفت و به حدود ۱۰ میلیارد دلار رسید. دلایل این افزایش هزینه شامل پیچیدگیهای فنی، مانند طراحی آینههای сегمنتی و سیستم خنککننده، و همچنین تأخیرهای ناشی از مشکلات فنی و همهگیری کووید-۱۹ بود.
در سال ۲۰۰۵، پروژه بازطراحی شد تا هزینهها کنترل شود، و در سال ۲۰۱۰ بررسی طراحی بحرانی را پشت سر گذاشت. بیش از هزار مهندس و دانشمند از سراسر جهان در ساخت آن مشارکت داشتند، و اجزای مختلف در مراکز مختلفی مانند مرکز فضایی گودارد ناسا و شرکتهای پیمانکار مانند نورثروپ گرومن ساخته شد.
یکی از جالبترین جنبههای تلسکوپ جیمز وب، آینه اصلی آن است. آینه جیمز وب با قطر ۶.۵ متر، از ۱۸ بخش ششضلعی ساخته شده از بریلیوم با روکش طلا تشکیل شده است. هر بخش به طور جداگانه ساخته و صیقل داده شد، سپس در آزمایشگاههای پیشرفته تست شد تا تحمل شرایط فضایی را داشته باشد. سیستم سپر خورشیدی، که اندازه یک زمین تنیس دارد، از پنج لایه کاپتون ساخته شده و وظیفه خنک نگه داشتن تلسکوپ را بر عهده دارد. این سپر باید تلسکوپ را در دمای کمتر از ۵۰ کلوین نگه دارد تا تداخل حرارتی حداقل شود. فرآیند مونتاژ نهایی در سال ۲۰۱۹ تکمیل شد، اما آزمایشهای نهایی تا سال ۲۰۲۱ ادامه داشت.
در نهایت، تلسکوپ فضایی جیمز وب پس از چندین تأخیر، آماده پرتاب شد. این پروژه نه تنها یک دستاورد فنی بود، بلکه نمادی از همکاری بینالمللی در علم است. اگر به فکر میکنید که چگونه چنین سازه پیچیدهای ساخته شد، بدانید که هر مرحله با شبیهسازیهای کامپیوتری و تستهای واقعی همراه بود تا اطمینان حاصل شود که تلسکوپ جیمز وب در فضای خشن دوام میآورد.
جیمز وب چگونه در موقعیت خود قرار گرفت؟
پرتاب تلسکوپ جیمز وب در ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱ از مرکز فضایی گویان فرانسه با موشک آریان ۵ انجام شد. پس از پرتاب، تلسکوپ جیمز وب سفری یکماهه به سمت L2 را آغاز کرد و در ۲۴ ژانویه ۲۰۲۲ به موقعیت رسید. فرآیند استقرار پیچیده بود: ابتدا آرایه خورشیدی باز شد، سپس آنتن، سپر خورشیدی، آینه ثانویه و بالهای آینه اصلی.
این مراحل بیش از ۱۳ روز طول کشید و شامل بیش از ۳۰۰ نقطه شکست احتمالی بود. خوشبختانه، همه چیز بدون مشکل پیش رفت. تنظیم آینهها با استفاده از ستاره HD 84406 انجام شد و عملیات علمی کامل در ژوئیه ۲۰۲۲ آغاز شد. این پرتاب، نقطه عطفی در تاریخ نجوم بود و تلسکوپ جیمز وب را به عنوان یکی از موفقترین مأموریتهای فضایی معرفی کرد.
ویژگیهای فنی تلسکوپ فضایی جیمز وب
تلسکوپ جیمز وب با ویژگیهای منحصربهفردی طراحی شده که آن را از سایر تلسکوپها متمایز میکند. اول از همه، آینه اصلی آن با قطر ۶.۵ متر، بیش از شش برابر بزرگتر از آینه هابل (۲.۴ متر) است. این اندازه بزرگ، سطح جمعآوری نور ۲۵.۴ متر مربع را فراهم میکند، که اجازه میدهد تصاویر بسیار حساستری از اجسام دور ثبت شود. روکش طلا روی آینهها برای بازتاب نور مادون قرمز بهینهسازی شده است.
یکی دیگر از ویژگیهای کلیدی، موقعیت مکانی تلسکوپ جیمز وب است. ماهواره جیمز وب در نقطه لاگرانژ ۲ (L2) خورشید-زمین قرار دارد، که حدود ۱.۵ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. این موقعیت، مدار هالهای پایداری ایجاد میکند و تلسکوپ را از گرمای خورشید، زمین و ماه دور نگه میدارد. در مقایسه با هابل که در مدار پایین زمین است، تلسکوپ جیمز وب نیاز به تعمیرات مداوم ندارد، اما عمر عملیاتی آن به سوخت محدود است – پیشبینی میشود حداقل ۱۰ سال و احتمالاً تا ۲۰ سال کار کند.
دامنه طول موج تلسکوپ جیمز وب از ۰.۶ تا ۲۸.۵ میکرومتر (از نارنجی تا مادون قرمز میانی) است، که اجازه میدهد پدیدههایی مانند تشکیل ستارهها در ابرهای غبارآلود یا جو سیارات خارجی را مشاهده کند. رزولوشن آن مشابه هابل است، اما حساسیت بیشتری به نورهای قرمز شده (ردشیفت) دارد، که برای مطالعه کیهان اولیه ضروری است. سیستم پیشبرد آن از هیدرازین و دینیتروژن تتراکسید استفاده میکند و قدرت ۲ کیلووات را تأمین میکند.
سپر خورشیدی پنجلایه، یکی از نوآوریهای برجسته است. این سپر، گرما را به حدی کاهش داده که سمت سرد تلسکوپ تا ۴۰ کلوین خنک میشود. همچنین، تلسکوپ جیمز وب قابلیت تنظیم دقیق آینهها با دقت نانومتری را دارد، که توسط ۱۳۲ محرک کنترل میشود. این ویژگیها تلسکوپ جیمز وب را به ابزاری ایدئال برای کاوشهای علمی تبدیل کردهاند.
ابزارهای علمی که جیمز وب دارد
تلسکوپ جیمز وب مجهز به چهار ابزار اصلی است که هر کدام نقش خاصی در جمعآوری دادهها دارند. اولین ابزار، دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) است که برای تصویربرداری و حسگر موججلو استفاده میشود. این ابزار طول موجهای ۰.۶ تا ۵ میکرومتر را پوشش میدهد و قابلیت تصویربرداری از کهکشانهای دور را دارد.
دومین ابزار، طیفنگار مادون قرمز نزدیک (NIRSpec) است که برای طیفنگاری چندشیئی طراحی شده و میتواند همزمان بیش از ۱۰۰ جسم را تحلیل کند. این ابزار برای مطالعه ترکیب شیمیایی کهکشانها و سیارات خارجی ایدهآل است.
سوم، ابزار تصویربردار و طیفنگار بدون شکاف مادون قرمز نزدیک (NIRISS) که با حسگر هدایت دقیق (FGS) ترکیب شده، برای تصویربرداری، طیفنگاری و Coronagraphy استفاده میشود. این ابزار کمک میکند تا سیارات خارجی را از نور ستاره میزبان جدا کنیم.
در نهایت، ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) که طول موجهای ۵ تا ۲۷ میکرومتر را پوشش میدهد و نیاز به خنککننده کریوژنیک دارد. MIRI برای مشاهده تشکیل ستارهها و دیسکهای protoplanetary عالی است. این ابزارها با هم، تلسکوپ جیمز وب را به یک آزمایشگاه فضایی کامل تبدیل کردهاند.
دستاوردها، کشفها و رصدهای ماهواره جیمز وب
از زمان شروع عملیات، تلسکوپ جیمز وب دستاوردهای شگفتانگیزی داشته است. اولین تصاویر در ژوئیه ۲۰۲۲ منتشر شد: صخرههای کیهانی در سحابی کارینا، جو آبدار سیاره WASP-96b، سحابی حلقه جنوبی، پنجگانه استفان و میدان عمیق SMACS J0723.3-7327 که کهکشانهای اولیه با ردشیفت بالا را نشان داد.
در سالهای اولیه، تلسکوپ جیمز وب کهکشانهایی با ردشیفت تا ۱۶.۷ را کشف کرد، که مربوط به ۲۳۵ میلیون سال پس از بیگ بنگ است. یکی از برجستهترین کشفها، کهکشان JADES-GS-z14-0 با ردشیفت ۱۴.۳۲ است، که نشاندهنده تشکیل سریع کهکشانها در کیهان اولیه است. همچنین، شواهدی از گرد و غبار در کهکشانهای اولیه یافت که مدلهای تشکیل را چالش میکشد.
در زمینه سیارات خارجی، تلسکوپ جیمز وب جو سیاره TOI-561 b را کشف کرد، یک super-Earth داغ با اتمسفر ضخیم، علیرغم دمای بالا. در ۲۰۲۵، شواهدی از ستارههای اولیه شبیه “دایناسورها” یافت، که ستارههای عظیم اولیه هستند. همچنین، سیاهچاله supermassive در کهکشانهای اولیه مانند Virgil کشف شد، که درک ما از رشد سیاهچالهها را تغییر داد.
رصدهای دیگر شامل کهکشانهای filamentary در ماده تاریک گرم، دیسکهای تشکیل سیاره که طولانیتر دوام میآورند، و “نقاط قرمز کوچک” که سیاهچالههای اولیه را نشان میدهند. در منظومه شمسی، ماه جدیدی در اورانوس کشف شد و سطوح باستانی اجسام ترانسنپتونی آشکار شد. تلسکوپ جیمز وب همچنین انفجارهای گاما مانند GRB 250314A را رصد کرد، که supernovae اولیه را نشان میدهد.
تا دسامبر ۲۰۲۵، تلسکوپ جیمز وب بیش از هزاران تصویر و طیف منتشر کرده، که به درک بهتر تشکیل ستارهها، کهکشانها و سیارات کمک کرده است. این کشفها نه تنها علمی هستند، بلکه الهامبخش برای نسلهای آینده.
جمعبندی
تلسکوپ جیمز وب، با دستاوردهایش جهان نجوم را دگرگون کرده است. از ساخت پیچیدهاش تا کشفهای خیرهکننده در ۲۰۲۵، همه چیز نشاندهنده قدرت علم بشر است. ماهواره فضایی جیمز وب نه تنها به سوالات قدیمی پاسخ میدهد، بلکه سوالات جدیدی مطرح میکند. آینده این تلسکوپ روشن است، با پتانسیل کشفهای بیشتر تا دهههای آینده. اگر به نجوم علاقهمندید، مجله اینترنتی بدونید را دنبال کنید که دریچهای به سوی ناشناختههاست. امیدواریم این مقاله اطلاعات کاملی ارائه داده باشد.
توجه! این مطلب یک رپورتاژ آگهی است و محتوای آن توسط تبلیغ دهنده نگارش شده است.
آی تی جو مسئولیتی در قبال صحت و سقم محتوای تبلیغاتی ندارد.