لقد أبهرنا تلسكوب جيمس ويب الفضائي كثيرًا بالفعل ، لكن الأفضل لم يأت بعد من المرصد ، كما يقول أعضاء فريق البعثة.
قال ستيفاني ميلام ، “لدينا الكثير من الأعمال الرائعة القادمة من التلسكوب” تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عالم مساعد مشروع لعلوم الكواكب ، قال للجمهور يوم الثلاثاء 14 مارس في مؤتمر ومهرجانات الجنوب بالجنوب الغربي (SXSW) في أوستن ، تكساس.
أضاف ميلام ، من مختبر الكيمياء الفلكية بمركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: “يعمل المجتمع العلمي بجد لتحليل بياناته الخاصة ووضعها في منشورات علمية خاضعة لاستعراض الأقران ، وأخيراً بدأ يؤتي ثماره”. .
متعلق ب: 12 اكتشافًا مذهلاً من تلسكوب جيمس ويب الفضائي
مثير ، صدر حديثًا صورة JWST لـ WR 124و نجم غريب ضخم فقد بالفعل حوالي 10 أضعاف كتلته الشمسو انه مثال. روعة الصورة – التي التقطت في الصيف الماضي ، بعد أن بدأت JWST عملياتها العلمية مباشرة – توضح كيف أن أدوات التلسكوب القريبة والمتوسطة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، جنبًا إلى جنب مع البصريات الفائقة التي يبلغ عرضها 21.3 قدمًا (6.5 متر) ، قادرة على إظهار تفاصيل علماء الفلك لم يروه من قبل.
في حالة WR 124 ، تكشف البيانات الواردة من كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) وجهاز الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) عن الهيكل المتكتل للغبار المحيط بـ WR 124 ، مما يمنح علماء الفلك فهمًا أفضل لكيفية إنتاج الغبار ، وحجم وكمية الغبار. توجد جزيئات الغبار ، وكيف يساهم الغبار من نجوم “ولف رايت” الأخرى في محتوى الغبار الكلي لمجرة درب التبانة ، والذي يتم إعادة تدويره بعد ذلك في الجيل التالي من النجوم و الكواكب.
قال ميلام في حدث SXSW: “أحد المجالات التي نحصل فيها حقًا على الكثير من المعلومات الجديدة هو ولادة النجوم”. “[We’re] فهم تكوين النجوم بطريقة لم نتمكن من الوصول إليها مطلقًا ، بهذه الحساسية والتفاصيل الجديدة تمامًا التي لم نكن نملكها من قبل. لا نرى النجوم تتشكل فقط مجرتناولكن حتى في دول أخرى المجرات … والآن نحصل على هذه التفاصيل التي كانت متوفرة لدينا في السابق فقط من أجل فهمنا للمجرات ، ونتوسع الآن في هذه المجرات الأخرى عبر كون. إنه حقًا وقت مثير أن تكون جزءًا من هذا المجال وأن تفهم كيف ولدت شمسنا وكيف تشكل النظام الشمسيوهذا يعطينا لمحة حقيقية عن ذلك “.
من خلال التحديق من خلال سحب الغاز المتربة التي تغطي مناطق تشكل النجوم غير الشفافة للأطوال الموجية المرئية للضوء ، فإن رؤية الأشعة تحت الحمراء لـ JWST قادرة على كشف هذه التفاصيل المهمة. لكن علماء الفلك لا يريدون فقط معرفة كيفية تشكل النجوم والكواكب ؛ يريدون أيضًا معرفة المزيد عن تطورهم. هذا هو المكان الذي تظهر فيه ملاحظات WR 124 – النجم المركزي الذي يفصل السديم عن طبقاته الخارجية تبلغ كتلته 30 ضعف كتلة شمسنا وسوف ينفجر في النهاية على شكل سوبرنوفا. يعد JWST أيضًا بفعل الشيء نفسه بالنسبة للكواكب.
تعتبر كواكب نظامنا الشمسي نقطة انطلاق. قال ميلام: “سنراقب النظام الشمسي بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، ولدينا”. صور رائعة ل المريخو كوكب المشتري و نبتون تم نشرها بالفعل من قبل فريق JWST ، بالإضافة إلى ملاحظات تحمل DART على الكويكب ديمورفوس في سبتمبر 2022.
“سنراقب كل ما يمكن أن يشير إليه JWST في نظامنا الشمسي ، من الأرض الكويكباتو المذنباتو الأجسام بين النجومجميع الكواكب وأقمارها الصناعية إلى أقصى نظامنا الشمسي ، بما في ذلك كوكبنا الصغير المفضل ، بلوتوقال ميلام “لذلك هناك المزيد في المستقبل”.
متعلق ب: كواكب النظام الشمسي ، الترتيب والتكوين: دليل
خارج نظامنا الشمسي ، هناك المزيد من الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. أكثر من 5000 كوكب خارجي تم اكتشافه حتى الآن ، بدءًا من عمالقة ضخمة أكبر من كوكب المشتري إلى عوالم صغيرة بحجم المريخ. ومع ذلك ، فإن أبسط الكواكب الخارجية للدراسة كانت كواكب المشتري الساخنة – عمالقة الغاز تدور بالقرب من نجمها المضيف ، في أنصاف أقطار مدارية تبلغ بضعة ملايين كيلومترات فقط ، لأنها تنتج أقوى إشارة.
تأتي النتائج الأولى للكواكب الخارجية لـ JWST أيضًا من كواكب المشتري الساخنة – على سبيل المثال WASP-39b، كوكب عملاق يبعد 700 سنة ضوئية. يُجري JWST ما يسمى بالتحليل الطيفي العابر ، حيث يمر جزء من ضوء النجم عبر الغلاف الجوي للكوكب ، عندما يمر (يتحرك) وجه نجمه. تمتص الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي للكوكب هذا الضوء ، وتمتص الجزيئات المختلفة الضوء بأطوال موجية مختلفة. إن طيف JWST للغلاف الجوي لكوكب WASP-39b – الذي يُظهر خطوط الامتصاص ، والتي تسمح لعلماء الفلك بتحديد الجزيئات المعنية – هو الفحص الأكثر تفصيلاً للغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية على الإطلاق.
قال نيكول كولون من ناسا: “لقد رأينا بالفعل أن بيانات JWST جيدة جدًا ودقيقة جدًا لدرجة أننا قادرون على اكتشاف جزيئات إضافية في هذه الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية البعيدة التي لم نتوقع حقًا رؤيتها”. تحدث في حدث SXSW وهو عالم مشارك في مشروع JWST لعلوم الكواكب الخارجية.
تم إنشاء أحد هذه الجزيئات ، وهو ثاني أكسيد الكبريت ، في الغلاف الجوي لـ WASP-39b بواسطة تفاعلات كيميائية ضوئية. بمعنى آخر ، بفعل ضوء الشمس على ذرات وجزيئات الغلاف الجوي.
“حرفيًا ، لم نعتقد أننا يمكن أن نرى [the results of these chemical reactions] مع JWST ، “قال كولون.” على الرغم من أننا كنا نعلم أنه سيكون تلسكوبًا رائعًا ، [the detection of sulfur dioxide was] أفضل بكثير مما كان متوقعا “.
هذا يعني أنه بينما يدرس JWST ويصف المزيد والمزيد من الكواكب الخارجية ، فمن شبه المؤكد أن الاكتشافات الجديدة المثيرة ستكون في القائمة ، والاكتشافات التي يمكن أن تعلم علماء الفلك عن تكوين وتطور هذه الكواكب. يمكن لمزيج الغازات في الغلاف الجوي الكوكبي ، على سبيل المثال ، أن يعطي مؤشراً على مدى بعد تشكل الكوكب.
قبل JWST ، كانت دراسات الغلاف الجوي للكواكب الخارجية مقصورة على كواكب المشتري الحارة ، لكن JWST بدأ الآن في استهداف أجواء أصغر ، الكواكب بحجم الأرض، أيضا. ملاحظات للعوالم الصخرية TRAPPIST-1 النظام ، على سبيل المثال ، قيد العمل ، ولكن نظرًا لأن هذه الكواكب أصغر بكثير من كواكب المشتري الساخنة وتدور حول نجم قزم أحمر خافت ، فسوف يستغرق JWST وقتًا أطول للكشف عن تفاصيل غلافها الجوي ، إذا كان لديها حتى الغلاف الجوي. ومع ذلك ، في السنوات القليلة المقبلة ، يمكن لبعض النتائج من كواكب TRAPPIST-1 وعوالم أخرى مماثلة أن تغير الطريقة التي ندرك بها كوكبنا. أرض في سياق كوني.
قال كولون: “ما زلنا في الأيام الأولى لفك رموز جميع بيانات الكواكب الخارجية”. “ما نريد القيام به هو مقارنة هذه الأنظمة والقول ،” هل لديهم أي أوجه تشابه مع الأرض؟ ” أنا متحمس لرؤية ما نتعلمه عن هذه الكواكب التي هي بنفس حجم كوكبنا ، ربما ليس لديهم دائمًا نفس درجة الحرارة ، ربما ليس لديهم أسطح بها سوائل المحيطات وكل ذلك ، لكننا نتوقع معرفة المزيد عن الغلاف الجوي العام. هل يوجد ماء في الغلاف الجوي؟ هل يوجد ثاني أكسيد الكربون؟ هل هناك شيء مألوف يمكننا الاتصال به والارتباط به لمساعدتنا على فهم أفضل [whether] هل هناك حياة أخرى؟ “
متعلق ب: البحث عن حياة خارج كوكب الأرض
مهما كانت هذه الإجابات ، فإنها قادمة ، وستكون السنوات القليلة القادمة مثيرة للغاية حيث يقوم JWST باكتشافات يمكن أن تصبح في نهاية المطاف معالم تاريخية.
قال ميلام: “إن أول عامين من العلم مع JWST سيفتحان الباب أمام أسئلة وتحديات جديدة ضخمة أمامنا حول ما إذا كانت هناك حياة على كوكب آخر أم لا”.
لغز آخر يأسر الخيال تمامًا مثل البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للسكن وهو الكون المظلم ، بشكل أكثر دقة. مادة سوداءوهي المادة الغامضة المسؤولة عن الجاذبية الزائدة التي شوهدت في المجرات والعناقيد المجرية ، و الطاقة المظلمةالقوة المجهولة التي تدفع التمدد المتسارع للكون.
“نعتقد أن حوالي 75٪ من محتوى مادة الطاقة بالكامل في الكون هو هذا الشيء الغامض الذي نسميه الطاقة المظلمة ، و 20٪ أخرى هل هذه المادة الغامضة الأخرى تسمى المادة المظلمة ، “قال ميلام. “عندما لا يعرف علماء الفلك ما هو شيء ما ، فإننا نطلق عليه اسم مظلم. إنه مذهل … مئات المليارات من المجرات وتريليونات النجوم والكواكب التي لا تعد ولا تحصى ، كل هذا يمثل حوالي 5٪ فقط من الكون بأكمله. والبقية ، 95٪ المتبقية ، لا نعرف ما هي “.
تقع المادة المظلمة في هالات غير مرئية تحيط بالمجرات ، مما دفع ميلام إلى وصف المادة المظلمة بأنها “السقالات” التي تستقر فيها المجرات.
قال ميلام: “ستساعدنا تقنية JWST في التعرف على المادة المظلمة على وجه التحديد”. “من خلال دراسة كيفية تغير المجرات بمرور الوقت ، يمكننا معرفة المزيد عن المادة المظلمة.”
لن يكون JWST قادرًا على اكتشاف ماهية المادة المظلمة ؛ ذلك يعتمد على علماء فيزياء الجسيمات. ولكن من خلال مراقبة سلوك المادة المظلمة حول المجرات ، سيتمكن علماء الفلك من الحد من بعض خصائصها ، مما قد يساعد الفيزيائيين على تحديد طبيعتها. ظل الباحثون يطرحون هذا السؤال منذ أن حددت فيرا روبن لأول مرة وجود المادة المظلمة في السبعينيات ، ويمكن أن يساعد تلسكوب جيمس ويب الفلكيين في تحقيق قفزات هائلة إلى الأمام في فهمنا.
وفي الوقت نفسه ، تستمر الاكتشافات الجديدة من JWST في الظهور.
يقول ميلام: “أستطيع أن أقول إن لدينا الكثير من الأعمال الرائعة المنبثقة عن التلسكوب”. “لدينا قائمة انتظار من البيانات الصحفية لإصدارها في المستقبل ، لذا فهو وقت مثير للغاية. كل أسبوع نصدر شيئًا ، لذا ابق على اتصال وأنا متأكد من أنك ستندهش.”
تابع كيث كوبر على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة). تابعنا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) أو على Fاسبوك (يفتح في علامة تبويب جديدة).
