تلسکوپ جیمز وب: نگاهی بی‌سابقه به اعماق کیهان و گذشته عالم

جیمز وب: چشم فروسرخ کیهان

تلسکوپ جیمز وب (JWST) که در دسامبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد، برخلاف تلسکوپ هابل که عمدتاً نور مرئی و فرابنفش را رصد می‌کرد، برای تشخیص امواج فروسرخ و نزدیک به فروسرخ طراحی شده است. این امواج که برای چشم انسان نامرئی هستند و به شکل گرما حس می‌شوند، کلید مشاهده اعماق فضا محسوب می‌شوند.

بسیاری از اجرام کیهانی نور مرئی کافی برای دیده شدن از فواصل بسیار دور را تولید یا بازتاب نمی‌کنند. اما نور فروسرخ به دلیل طول موج بلندتر، به راحتی از فواصل عظیم عبور کرده و حتی می‌تواند از میان ابرهای غلیظ گرد و غبار کیهانی نیز نفوذ کند. این ویژگی برای ستاره‌شناسانی که به دنبال مشاهده اولین کهکشان‌های عالم هستند، یک مزیت فوق‌العاده است.

عوامل کلیدی قدرت جیمز وب

توانایی شگفت‌انگیز جیمز وب از چند عامل اصلی نشأت می‌گیرد:

• آینه غول‌پیکر: آینه اصلی این تلسکوپ با قطر ۶.۵ متر، مساحت جمع‌آوری نوری معادل ۲۵ متر مربع دارد. این در حالی است که آینه اصلی تلسکوپ هابل تنها ۲.۴ متر قطر و مساحت ۴.۵ متر مربع داشت.
• موقعیت استراتژیک: جیمز وب در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین و در نقطه‌ای به نام نقطه لاگرانژ قرار دارد. این موقعیت، تلسکوپ را از اعوجاج و آلودگی نوری جو زمین در امان نگه می‌دارد و امکان ثبت واضح‌ترین تصاویر ممکن را فراهم می‌کند.

سفر در زمان با مفهوم انتقال به سرخ

وقتی به آسمان شب نگاه می‌کنیم، در واقع در حال تماشای گذشته هستیم؛ زیرا نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند و نوری که از اجرام دور به ما می‌رسد، میلیاردها سال در سفر بوده است. ستاره‌شناسان برای اندازه‌گیری فاصله در کیهان از مفهومی به نام انتقال به سرخ (Redshift) استفاده می‌کنند.

با انبساط کیهان، نوری که از اجرام دوردست ساطع می‌شود، کشیده شده و به سمت طول موج‌های بلندتر و قرمزتر متمایل می‌شود. هرچه یک جرم دورتر باشد، انتقال به سرخ آن نیز بیشتر است. پیتر یاکوبسن، استاد وابسته اخترفیزیک در دانشگاه کپنهاگ، اظهار داشته است: «تلسکوپ جیمز وب ثابت کرده است که می‌تواند ۹۸ درصد مسیر را تا بیگ بنگ به عقب نگاه کند. این فراتر از انتظارات اکثر ما بود.»

در حال حاضر، یکی از دورترین کهکشان‌های تایید شده، جرمی به نام JADES-GS-z14-0 است که نور آن مربوط به تنها ۲۹۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ است. این به معنای مشاهده کیهان در دوران نوزادی آن است. جیمز وب ثابت کرده است که می‌تواند بسیار دورتر از هابل را ببیند؛ هابل رکوردی معادل مشاهده عالمی با قدمت ۱۳.۴ میلیارد سال داشت. هرچند جیمز وب قهرمان فعلی است، اما رقبایی مانند تلسکوپ فضایی چین در راه هستند تا مرزهای دانش ما را باز هم جابجا کنند.