العديد من النتائج المفاجئة من الصور التي أرسلها تلسكوب جيمس ويب

صورة رئيسية لتلسكوب جيمس ويب. (الصورة: تويتر @NASA)

جاكرتا فتحت المجموعة الافتتاحية لصور تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوي فصلا جديدا من الاستكشاف الكوني. لكن علماء الفلك يقولون إن أهم اكتشافات المرصد قد تكون تلك التي لم يتخيلوها.

كانت المجرات المتصادمة البعيدة والكواكب الخارجية العملاقة الغازية وأنظمة النجوم المحتضرة أول الموضوعات السماوية التي تم التقاطها بواسطة المرصد الذي تبلغ تكلفته مليار دولار. كما أنه يضع مجموعة واسعة من قدرات التصوير بالأشعة تحت الحمراء على شاشة ملونة ويثبت أن التلسكوب يعمل كما هو مصمم.

معرض ويب للصور الفوتوغرافية المبكرة والبيانات الطيفية ، التي يشبهها علماء الفلك بمجرد "الممارسة المستهدفة" أثناء إعدادهم للتلسكوبات للعلوم التشغيلية ، يعرض أيضا بعض مجالات التحقيق المخطط لها في المستقبل.

ألهمت صور الأمس من جميع أنحاء الكون الرهبة والعجب حول الأرض.ألق نظرة على كيفية استجابة العالم لأول صور بالألوان الكاملة من @NASAWebb: https://t.co/trQvd4Z8WX

— ناسا (@NASA) 13 يوليو 2022

وتشمل أجندة البحوث المختارة بشكل تنافسي استكشاف تطور المجرات المبكرة، ودورات الحياة النجمية، والبحث عن الكواكب الصالحة للسكن التي تدور حول الشموس البعيدة، وتكوين الأقمار في نظامنا الشمسي الخارجي.

تلسكوب ويب أكثر حساسية 100 مرة من سابقه البالغ من العمر 30 عاما ، تلسكوب هابل الفضائي ، الذي لا يزال قيد التشغيل. على الرغم من أنه لا يزال جديدا نسبيا في التشغيل ، إلا أن النتائج الأكثر ثورية لتلسكوب ويب قد تكون اكتشافات عرضية أو إجابات على أسئلة لم يطرحها علماء الفلك.

"من يدري ماذا سيأتي ل JWST. لكنني متأكد من أنه سيكون لدينا الكثير من المفاجآت" ، قال رينيه دويون ، الباحث الرئيسي في إحدى أدوات ويب ، المصور بالأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف Slitless ، يوم الثلاثاء في غودارد التابع لناسا.

مركز رحلات الفضاء في ولاية ماريلاند، حيث أصدرت الوكالة أول صورة بالألوان الكاملة للمرصد.

ويب مفتوح للعمل بعد سبعة أشهر من إطلاقه في ديسمبر. "الآن يستعد علماء الفلك لشيء ما لم نكن نعتقد أبدا أنه سيكون موجودا على الإطلاق" ، قال جون ماذر ، عالم الفيزياء الفلكية الكبير. ماثر هو حائز على جائزة نوبل الذي عمل في وكالة ناسا خلال 1990s للمساعدة في تعزيز نظرية علم الكونيات "الانفجار العظيم".

يشير ماثر وعلماء آخرون إلى المادة المظلمة، وهي سقالة كونية غير مرئية وغير مفهومة إلا قليلا ولكنها مؤثرة نظريا، باعتبارها لغزا ربما يكون ويب قد فتحه خلال مهمته.

فتح هابل أيضا مجالا جديدا للفيزياء الفلكية مكرسا لظاهرة غامضة أخرى، وهي الطاقة المظلمة، حيث أدت ملاحظاته للمستعرات العظمى إلى اكتشاف غير متوقع بأن الكون يتوسع بسرعة.

ويقدر العلماء الآن أن الطاقة المظلمة والمادة المظلمة معا تغطيان 95٪ من الكون المعروف. تشكل جميع المجرات والكواكب والغبار والغاز والمواد المرئية الأخرى في الكون 5٪ فقط.

"لقد كانت مفاجأة كبيرة" ، قال ماذر عن بداية المادة المظلمة واكتشاف الطاقة المظلمة.

"من الصعب تخيل ما قد نتعلمه باستخدام هذه الأداة القوية مائة مرة التي لا نعرفها حقا" ، قالت أمبر ستراوغن ، نائبة عالم المشروع التي عملت مع ويب.

المادة المظلمة بارزة بالفعل في أول صورة "حقل عميق" لويب ، وهي صورة مركبة لعنقود المجرة البعيد ، SMACS 0723 ، والتي تقدم الرؤية الأكثر تفصيلا حتى الآن للكون المبكر بفضل تأثير مكبر يسمى عدسة الجاذبية.

الكتلة المشتركة للمجرات وغيرها من المواد غير المرئية في مقدمة الصورة تنحني الفضاء المحيط بما يكفي لتضخيم الضوء القادم من المجرات البعيدة وراءها ، حاملة الأجسام المرئية الخافتة بعيدا ، وبالتالي أبعد في الماضي.

يعود تاريخ واحدة على الأقل من بقع ضوء "القنبلة الصورية" على حواف الصورة إلى 13.1 مليار سنة ، أو ما يقرب من 95٪ من الرحلة إلى الانفجار العظيم ، نقطة الاشتعال الكونية النظرية التي وضعت الكون في الحركة قبل 13.8 مليار سنة.

ولكن نظرا لأن الكتلة المجمعة المحسوبة لجميع المواد المرئية في المقدمة ليست كافية بمفردها لإنتاج التشوه الدائري الخافت الذي شوهد في الصورة ، فإن تأثير العدسة هو دليل قوي غير مباشر على وجود المادة المظلمة.

"هذه هي أقوى أداة لدينا ، من الناحية الفيزيائية الفلكية ، لإجراء هذا النوع من تجارب العدسات" ، قالت جين ريجبي ، عالمة مشروع عمليات ويب. "لا يمكننا اكتشاف المادة المظلمة مباشرة ، لكننا نرى آثارها ... يمكننا أن نرى آثاره في العمل".

وأضاف: "الكون موجود بالفعل، نحتاج فقط إلى بناء تلسكوب لرؤية ما هو موجود".

كما ظهر الضوء الجديد بشكل غير متوقع من أول تحليل طيفي أجراه ويب لكوكب خارج المجموعة الشمسية في نظام شمسي بعيد، وفي هذه الحالة، كوكب عملاق غازي بحجم المشتري يطلق عليه اسم WASP-96 b.

إن قياس الطول الموجي للضوء الذي يتم ترشيحه عبر الغلاف الجوي للكوكب الخارجي أثناء دورانه حول شمسه يكشف بوضوح عن البصمات الجزيئية لبخار الماء في السحب والضباب، وهي ميزة اكتشفها العلماء.

"هناك اكتشاف في هذه البيانات" ، قال عالم برنامج ويب إريك سميث. "لقد حققنا اكتشافا ولم نبدأ في المحاولة."