الصورة الأولى التي التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي للكون

مجلة رونق - مكان ولادة نجمي ، سديم يحيط بنجم محتضر ، مجموعة من المجرات المتفاعلة بشكل وثيق ، أول طيف لضوء كوكب خارج المجموعة الشمسية. هذه بعض الصور الأولى من تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، والتي تم إصدارها في موجز إخباري لوكالة ناسا في 12 يوليو. هذه المجموعة الرباعية من المشاهد الكونية تتبع في أعقاب أول صورة تم إصدارها من التلسكوب ، وهي مشهد لآلاف المجرات البعيدة. ، قدم في إحاطة بالبيت الأبيض في 11 يوليو.

"بادئ ذي بدء ، إنه رائع حقًا. وقالت جين ريجبي ، عالمة العمليات في JWST ، في مؤتمر صحفي في 12 يوليو / تموز: إنها تعج بالمجرات. "كان هذا صحيحًا في كل صورة التقطناها باستخدام Webb. لا يمكننا التقاط [صورة] سماء فارغة. في كل مكان ننظر إليه ، توجد مجرات في كل مكان ".

تقع المجرات التي تم التقاطها في الصورة الأولى التي تم إصدارها خلف مجموعة من المجرات على بعد حوالي 4.6 مليار سنة ضوئية. الكتلة من تلك المجرات الأقرب تشوه الزمكان بطريقة يتم فيها تكبير الأجسام الموجودة خلف العنقود ، مما يمنح علماء الفلك طريقة للنظر إلى أكثر من 13 مليار سنة في الكون المبكر.

حتى مع هذه المساعدة السماوية ، لم يكن بوسع التلسكوبات الموجودة الأخرى أن ترى حتى الآن. لكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، المعروف أيضًا باسم JWST ، كبير بشكل لا يصدق - يبلغ عرضه 6.5 مترًا ، ويبلغ عرض مرآته ما يقرب من ثلاثة أضعاف تلك الموجودة في تلسكوب هابل الفضائي. كما أنه يرى أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء للضوء حيث تظهر المجرات البعيدة. هذه الميزات تمنحها ميزة على المراصد السابقة.

قال ريجبي من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: "هناك حدّة ووضوح لم نتمتع به من قبل. يمكنك حقًا التكبير واللعب."

قال عالم الفلك كلاوس بونتوبيدان من معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور في إفادة إخبارية في 29 يونيو ، على الرغم من أن تلك الصورة الأولى تمثل أعمق رؤية للكون حتى الآن ، "هذا ليس رقمًا قياسيًا سيظل قائماً لفترة طويلة جدًا". "سوف يتغلب العلماء بسرعة كبيرة على هذا الرقم القياسي ويتعمقون أكثر."

لكن JWST لم يتم بناؤه فقط للنظر بشكل أعمق وأبعد في الزمن أكثر من أي وقت مضى. تعرض ذاكرة التخزين المؤقت للصور والبيانات الأولى مشاهد فضائية قريبة وبعيدة على حد سواء ، ولمحات من نجوم مفردة ومجرات كاملة ، وحتى نظرة خاطفة على التركيب الكيميائي للغلاف الجوي لكوكب بعيد.

"هذه صور تم التقاطها للتو على مدى خمسة أيام. كل خمسة أيام ، نحصل على المزيد من البيانات "، قال المستشار العلمي لوكالة الفضاء الأوروبية مارك ماكوغرين في مؤتمر صحفي في 12 يوليو. (JWST هو تعاون دولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية.) "إنه تتويج لعقود من العمل ، لكنه مجرد بداية عقود. ما رأيناه اليوم بهذه الصور هو أننا جاهزون الآن ".

المنحدرات الكونية

تُظهر هذه الصورة "المنحدرات الكونية" ، وهي جزء من سديم كارينا الهائل ، وهي منطقة تبعد حوالي 7600 سنة ضوئية عن الأرض حيث تولد العديد من النجوم الضخمة. تظهر بعض أشهر صور تلسكوب هابل الفضائي هذا السديم في الضوء المرئي ، لكن JWST يظهره في "الألعاب النارية بالأشعة تحت الحمراء" ، كما يقول بونتوبيدان. يمكن لأجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء في JWST الرؤية من خلال الغبار ، لذلك يظهر السديم متلألئًا بشكل خاص مع النجوم.

قال عالم الفيزياء الفلكية جودارد أمبر ستراون في ناسا: "نرى نجومًا جديدة تمامًا كانت مخفية تمامًا عن رؤيتنا في السابق".

لكن الجزيئات الموجودة في الغبار نفسه تتوهج أيضًا. تدفع الرياح النشطة القادمة من النجوم الصغيرة في الجزء العلوي من الصورة وتشكيل جدار الغاز والغبار الذي يمر عبر المنتصف. قال ستراوغن: "نرى أمثلة على فقاعات وتجاويف ونفاثات تنفجر من النجوم حديثة الولادة". والغاز والغبار هما المادة الخام للنجوم الجديدة - والكواكب الجديدة.

قال ستراون: "هذا يذكرني بأن شمسنا وكواكبنا ، وفي النهاية نحن ، تشكلت من نفس الأشياء التي نراها هنا". "نحن البشر مرتبطون حقًا بالكون. لقد صنعنا من نفس الأشياء ".

سديم رغوي

السديم الدائري الجنوبي عبارة عن سحابة غازية متوسعة تحيط بنجم محتضر على بعد حوالي 2000 سنة ضوئية من الأرض. في صور هابل السابقة ، يبدو السديم وكأنه حوض سباحة مستطيل به سطح برتقالي غامض وماسة ساطعة ، نجم قزم أبيض ، في المنتصف. يوسع JWST الرؤية إلى ما هو أبعد من ذلك ، حيث يظهر المزيد من المحلاق والهياكل في الغاز أكثر مما يمكن أن تراه التلسكوبات السابقة.

قال عالم الفلك JWST كارل جوردون ، من معهد علوم تلسكوب الفضاء: "ترى هذا المظهر الفقاعي شبه الرغوي". في الصورة اليسرى ، التي تلتقط ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة من جهاز NIRCam التابع لـ JWST ، تتعقب الرغوة الهيدروجين الجزيئي الذي تشكل مع توسع الغبار بعيدًا عن المركز. يظهر المركز باللون الأزرق بسبب الغاز المتأين الساخن المسخن بواسطة اللب المتبقي للنجم. تهرب أشعة الضوء من السديم مثل الشمس التي تطل من خلال السحب المتقطعة.

في الصورة اليمنى ، التي التقطتها كاميرا MIRI متوسطة الأشعة تحت الحمراء ، تبدو الحلقات الخارجية باللون الأزرق وتتتبع الهيدروكربونات المتكونة على سطح حبيبات الغبار. تكشف صورة MIRI أيضًا عن نجم ثانٍ في قلب السديم.

قال جوردون: "كنا نعلم أن هذا كان نجمًا ثنائيًا ، لكننا لم نر الكثير من النجم الفعلي الذي أنتج هذا السديم". "الآن في ميري يتوهج هذا النجم باللون الأحمر."

خماسي المجرة

Stephan’s Quintet هي مجموعة من المجرات على بعد حوالي 290 مليون سنة ضوئية واكتشفت عام 1877. وتشارك أربع من المجرات في رقصة جاذبية حميمة ، مع مرور أحد أعضاء المجموعة عبر قلب العنقود. (المجرة الخامسة في الواقع أقرب كثيرًا إلى الأرض وتظهر في بقعة مماثلة من السماء.) تُظهر صور JWST المزيد من الهياكل داخل المجرات مقارنةً بالرصدات السابقة ، وتكشف عن مكان تولد النجوم.

قال عالم JWST جيوفانا جياردينو من وكالة الفضاء الأوروبية: "هذه صورة ومجال مهم جدًا للدراسة" ، لأنها تُظهر نوع التفاعلات التي تقود تطور المجرات.

في صورة من أداة MIRI وحدها ، تبدو المجرات مثل الهياكل العظمية الضعيفة التي تصل إلى بعضها البعض. من الواضح أن مجرتين قريبتين من الاندماج. وفي أعلى المجرة ، تظهر أدلة على وجود ثقب أسود هائل. يتم تسخين المواد التي تدور حول الثقب الأسود إلى درجات حرارة عالية للغاية وتتوهج في ضوء الأشعة تحت الحمراء عند سقوطها في الثقب الأسود.

سماء كوكب خارج المجموعة الشمسية

من الواضح أن هذه "الصورة" مختلفة عن غيرها ، لكنها ليست أقل إثارة علميًا. يُظهر طيف الضوء من النجم WASP 96 أثناء مروره عبر الغلاف الجوي لكوكب الغاز العملاق ، WASP 96b.

قال نيكول كولون ، عالم الكواكب الخارجية في وكالة ناسا: "تحصل على مجموعة مما يشبه الارتفاعات والتذبذبات لبعض الناس ، لكنها في الواقع مليئة بمحتوى المعلومات". "أنت ترى في الواقع مطبات وتذبذبات تشير إلى وجود بخار الماء في الغلاف الجوي لهذا الكوكب الخارجي."

تبلغ كتلة الكوكب نصف كتلة كوكب المشتري ويدور حول نجمه كل 3.4 يوم. اعتقد علماء الفلك سابقًا أنه لا توجد غيوم في سمائها ، لكن البيانات الجديدة من JWST تظهر علامات السحب والضباب. قال كولون: "هناك دليل على السحب والضباب لأن خصائص المياه ليست كبيرة كما توقعنا".

لقد مرت هذه الصور والبيانات الأولى منذ وقت طويل جدًا. تم تصميم التلسكوب الذي سيصبح JWST لأول مرة في الثمانينيات ، وعانى التخطيط والبناء سنوات من مشاكل الميزانية والتأخير (SN: 10/6/21).

تم إطلاق التلسكوب أخيرًا في 25 ديسمبر. ثم كان عليه أن يتكشف ويتجمع في الفضاء ، ويسافر إلى بقعة مستقرة جاذبيًا على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض ، ومحاذاة مرآته الأولية الشبيهة بالحشرات المصنوعة من 18 مقطعًا سداسيًا ومعايرة أدواتها العلمية (SN: 24/1/22). كانت هناك المئات من نقاط الفشل المحتملة في تلك العملية ، لكن التلسكوب انطلق بنجاح وبدأ العمل.

يقول جون ماذر ، كبير علماء المشروع في JWST ، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: "نشعر بسعادة غامرة لأنها تعمل نظرًا لوجود الكثير من المخاطر". "لقد وثق العالم بنا في وضع ملياراتنا في هذا وجعله يعمل ، وهو يعمل. لذلك فهو مصدر ارتياح كبير ".

في الأشهر التالية ، أطلق فريق التلسكوب صورًا تشويقية من المعايرة ، والتي أظهرت بالفعل مئات المجرات البعيدة التي لم يسبق لها مثيل. لكن الصور التي يتم إصدارها الآن هي أول صور كاملة الألوان مصنوعة من البيانات التي سيستخدمها العلماء لبدء حل ألغاز الكون.

يقول ماذر: "إنه يرى أشياء لم أكن أحلم بها قط أنها موجودة هناك".

بالنسبة لفريق التلسكوب ، كان الارتياح في رؤية الصور الأولى أخيرًا واضحًا. "كان الأمر مثل ،" يا إلهي ، لقد صنعناها! "تقول معالج الصور أليسا باغان ، أيضًا من معهد علوم تلسكوب الفضاء. "تبدو مستحيلة. إنه مثل حدوث المستحيل ".

في ظل الترقب المتوقع بشأن الدفعة الأولى من الصور ، أقسم فريق التصوير على السرية. يقول بونتوبيدان ، قائد الفريق الذي أنتج أول صور لعلوم الألوان: "لم أتمكن حتى من مشاركتها مع زوجتي".

"إنك تنظر إلى أعمق صورة للكون حتى الآن ، وأنت الشخص الوحيد الذي رأى ذلك ،" كما قال ، من الصورة الأولى التي تم إصدارها في 11 تموز (يوليو) "إنها وحيدة للغاية." على الرغم من ذلك ، سرعان ما رأى فريق العلماء ومعالجي الصور وكتّاب العلوم شيئًا جديدًا كل يوم لأسابيع بينما يقوم التلسكوب بتنزيل الصور الأولى. يقول بونتوبيدان: "إنها تجربة مجنونة". "مرة واحدة في العمر."

بالنسبة إلى باغان ، التوقيت مثالي. تقول: "إنه شيء موحد للغاية". "العالم مستقطب للغاية في الوقت الحالي. أعتقد أنه يمكن أن يستخدم شيئًا أكثر شمولية واتصالًا. إنه منظور جيد ، أن نتذكر أننا جزء من شيء أعظم وجميل ".

بدأت JWST لتوها حيث بدأت الآن جولتها الأولى من العمليات العلمية الكاملة. يقول ماذر: "هناك الكثير من العلوم التي يتعين القيام بها". "ألغاز الكون لن تنتهي في أي وقت قريب."