يعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، وهو خليفة تلسكوب هابل الفضائي ، أولوية معلنة لتمويل علم الفلك الحكومي الكندي. ويقول علماء الفلك إن مشروعات أخرى مهددة بسبب تخفيضات الميزانية.
(الصورة: © ESA)
سيبحث تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا ، المقرر إطلاقه في عام 2021 ، الكون للكشف عن تاريخ الكون من الانفجار الكبير إلى تكوين الكوكب الغريب وما بعده. وسيركز على أربعة مجالات رئيسية: الضوء الأول في الكون ، وتجميع المجرات في الكون المبكر ، وولادة النجوم وأنظمة الكواكب الأولية ، والكواكب (بما في ذلك أصول الحياة).
سيتم إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) على صاروخ Ariane 5 من غيانا الفرنسية ، ثم يستغرق 30 يومًا ليقطع مليون ميل إلى منزله الدائم: نقطة لاغرانج ، أو موقع مستقر في الفضاء. ستدور حول L2 ، وهي بقعة في الفضاء بالقرب من الأرض تقع قبالة الشمس. كان هذا مكانًا شائعًا للعديد من التلسكوبات الفضائية الأخرى ، بما في ذلك تلسكوب هيرشل الفضائي ومرصد بلانك الفضائي.
من المتوقع أيضًا أن تلتقط المركبة الفضائية القوية التي تبلغ قيمتها 8.8 مليار دولار صورًا مذهلة للأجسام السماوية مثل سلفها ، تلسكوب هابل الفضائي. لحسن الحظ بالنسبة لعلماء الفلك ، يظل تلسكوب هابل في صحة جيدة ومن المحتمل أن يعمل التلسكوبان معًا في السنوات الأولى من JWST. ستنظر JWST أيضًا في الكواكب الخارجية التي عثر عليها تلسكوب كيبلر الفضائي ، أو ستتابع عمليات المراقبة في الوقت الفعلي من التلسكوبات الفضائية الأرضية.
علم JWST
ينقسم التفويض العلمي لـ JWST بشكل أساسي إلى أربعة مجالات:
- النور الأول وإعادة التأيين: يشير هذا إلى المراحل الأولى من الكون بعد أن بدأ الانفجار الكبير الكون كما نعرفه اليوم. في المراحل الأولى بعد الانفجار العظيم ، كان الكون بحرًا من الجسيمات (مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات) ، ولم يكن الضوء مرئيًا حتى يبرد الكون بما يكفي لبدء هذه الجسيمات في الاندماج. شيء آخر ستدرسه JWST هو ما حدث بعد تشكل النجوم الأولى ؛ يُطلق على هذه الحقبة "عصر إعادة التأين" لأنها تشير إلى متى تمت إعادة تأين الهيدروجين المحايد (المصنوع ليحصل على شحنة كهربائية مرة أخرى) عن طريق إشعاع هذه النجوم الأولى.
- تجميع المجرات: إن النظر إلى المجرات طريقة مفيدة لمعرفة كيفية تنظيم المادة على المقاييس العملاقة ، والتي تعطينا بدورها تلميحات حول كيفية تطور الكون. المجرات اللولبية والبيضاوية التي نراها اليوم تطورت بالفعل من أشكال مختلفة على مدى مليارات السنين ، وأحد أهداف JWST هو النظر إلى أقرب المجرات لفهم هذا التطور بشكل أفضل. يحاول العلماء أيضًا معرفة كيف حصلنا على مجموعة متنوعة من المجرات المرئية اليوم ، والطرق الحالية التي تتكون منها المجرات وتتجمع.
- ولادة النجوم وأنظمة الكواكب الأولية: تعتبر "أركان الخلق" لسديم النسر من أشهر أماكن ميلاد النجوم. تأتي النجوم في غيوم من الغاز ، ومع نمو النجوم ، فإن ضغط الإشعاع الذي تمارسه يزيل غاز الشرنقة (الذي يمكن استخدامه مرة أخرى لنجوم أخرى ، إن لم يكن منتشرًا على نطاق واسع.) ومع ذلك ، من الصعب رؤيته داخل غاز. ستكون عيون JWST تحت الحمراء قادرة على النظر في مصادر الحرارة ، بما في ذلك النجوم التي تولد في هذه الشرانق.
- الكواكب وأصول الحياة: شهد العقد الماضي اكتشاف عدد كبير من الكواكب الخارجية ، بما في ذلك مع تلسكوب كيبلر الفضائي الذي يبحث عن كوكب ناسا. ستكون أجهزة استشعار JWST القوية قادرة على النظر في هذه الكواكب بمزيد من العمق ، بما في ذلك (في بعض الحالات) تصوير أجواءها. يمكن أن يساعد فهم الأجواء وظروف تكوين الكواكب العلماء على التنبؤ بشكل أفضل إذا كانت بعض الكواكب صالحة للسكن أم لا.
أدوات على متن الطائرة
سيتم تجهيز JWST بأربع أدوات علمية.
- الكاميرا القريبة من الأشعة تحت الحمراء (NIRCam): ستوفر هذه الكاميرا التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، التي تقدمها جامعة أريزونا ، الضوء من النجوم في المجرات والنجوم القريبة داخل مجرة درب التبانة. سيبحث أيضًا عن ضوء من النجوم والمجرات التي تشكلت مبكرًا في حياة الكون. سيتم تجهيز NIRCam بالفقرات التاجية التي يمكن أن تحجب ضوء الجسم الساطع ، مما يجعل الأشياء الخافتة بالقرب من تلك النجوم (مثل الكواكب) مرئية.
- مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRSpec): سيرصد NIRSpec 100 جسم في وقت واحد ، بحثًا عن المجرات الأولى التي تكونت بعد الانفجار العظيم. تم توفير NIRSpec من قبل وكالة الفضاء الأوروبية بمساعدة من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا.
- أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI): ستنتج MIRI صورًا فضائية مذهلة للأجسام السماوية البعيدة ، وفقًا لتقليد هابل للتصوير الفلكي. سيسمح مطياف الطيف الذي هو جزء من الأداة للعلماء بجمع المزيد من التفاصيل المادية حول الأشياء البعيدة في الكون. ستكتشف MIRI المجرات البعيدة ، والمذنبات الباهتة ، وتشكيل النجوم والأجسام في حزام Kuiper. تم بناء MIRI من قبل الاتحاد الأوروبي مع وكالة الفضاء الأوروبية ومختبر الدفع النفاث التابع لناسا.
- مستشعر التوجيه الدقيق / بالقرب من التصوير بالأشعة تحت الحمراء والمطياف بدون شق (FGS / NIRISS): إن هذه الأداة المبنية من قبل وكالة الفضاء الكندية تشبه جهازين في جهاز واحد. مكوِّن FGS مسؤول عن الحفاظ على توجيه JWST في الاتجاه الصحيح تمامًا أثناء تحقيقاته العلمية. سوف NIRISS تحديد نطاق الكون للعثور على تواقيع للضوء الأول في الكون والبحث عن الكواكب الغريبة وتمييزها.
سيحتوي التلسكوب أيضًا على واقي شمسي بحجم ملعب التنس ومرآة 21.3 قدم (6.5 متر) - أكبر مرآة تم إطلاقها على الإطلاق في الفضاء. لن تتناسب هذه المكونات مع الصاروخ الذي يطلق JWST ، لذلك سوف ينفصل كلاهما بمجرد أن يكون التلسكوب في الفضاء.
تاريخ JWST
جيمس ويب الرجل
تم تسمية JWST لرئيس وكالة ناسا السابق جيمس ويب. تولى ويب مسؤولية وكالة الفضاء من عام 1961 إلى عام 1968 ، وتقاعد قبل بضعة أشهر فقط من وضع ناسا أول رجل على سطح القمر.
على الرغم من أن فترة عمل Webb كمدير لناسا ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببرنامج Apollo moon ، إلا أنه يعتبر أيضًا رائدًا في علوم الفضاء. حتى في زمن الاضطراب السياسي الكبير ، حدد ويب أهداف العلوم لوكالة ناسا ، وكتب أن إطلاق تلسكوب فضائي كبير يجب أن يكون هدفًا رئيسيًا لوكالة الفضاء. [انظر صور JWST ، خليفة هابل]
أطلقت وكالة ناسا أكثر من 75 مهمة علوم الفضاء تحت إشراف ويب. وشملت المهام التي درست الشمس والنجوم والمجرات وكذلك الفضاء فوق الغلاف الجوي للأرض مباشرة.
شارك في التغطية مريم كرامر ، كاتبة في موقع Space.com.
