تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا چه تفاوتی با هابل دارد؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا در حال حاضر آماده پرتاب و تبدیل شدن به قوی‌ترین تلسکوپ از لحاظ کیفیت تصاویر در فضا است. اما سوالی که ذهن علاقمندان به نجوم را مشغول خود کرده این است که عکس‌های آن چگونه با عکس‌های تلسکوپ هابل مقایسه خواهند شد؟

تلسکوپ فضایی هابل در آوریل 1990 به مدار پایین زمین پرتاب شد. این تلسکوپ در طول سه دهه با ثبت تصاویر باورنکردنی و خیره‌کننده از کیهان توجه ما را به خود جلب کرده است. آسمانی که زمانی تنها یک پرتگاه کم‌نور تصور می‌شد و برای بسیاری از انسان‌ها اسرارآمیز بود، اکنون تبدیل به جهانی پر از جزئیات و اجرام رنگارنگ شده است. به طوری که انسان هم اکنون قادر است تصاویر اغلب ستاره‌ها و کهکشان‌هایی که قبلاً در آرزوی دیدن آن‌ها بود را مشاهده کند.

اما تلسکوپ فضایی جیمز وب که در 24 دسامبر به فضا پرتاب شد، کارها را کمی متفاوت خواهد کرد. بر اساس اطلاعیه ناسا، جیمز وب با آینه طلایی غول پیکر و ابزارهای رصد نور مادون قرمز، به گونه‌ای طراحی شده که قادر است اجسام را متفاوت‌تر ببیند. در این اطلاعیه آمده است که جیمز وب اجسام را 10 تا 100 برابر کم نورتر از آنچه هابل می‌بیند، مشاهده خواهد کرد. بنابراین، کیفیت تصاویر وب چگونه با کیفیت تصاویر هابل مقایسه خواهد شد؟

یک چیز مسلم است: طبق این اطلاعیه، تصاویری که وب می‌گیرد، «جزئیات را بهتر نشان خواهد داد و دیدنی‌تر خواهد بود».

تلسکوپ فضایی جیمز وب جایگزین هابل نخواهد شد

تلسکوپ وب اغلب به عنوان جانشین هابل توصیف می‌شود. اما علی‌رغم تعداد انگشت شماری اشکال جزئی هنگام ثبت تصاویر در طول سال‌ها، ابزارهای علمی هابل همچنان قوی هستند و این دو تلسکوپ بزرگ قرار است با هم (البته دور از یکدیگر) در فضا به ماموریت خود ادامه دهند.

هابل در مدار پایین زمین قرار داشته و بسیار به ما نزدیک است، اما وب بسیار دورتر، به نقطه‌ای پایدار از نظر گرانشی در فاصله 930000 مایلی (1.5 میلیون کیلومتری) از زمین، به نام نقطه لاگرانژ خورشید-زمین 2 (L2) خواهد رفت.

علاوه بر این، در حالی که هابل و جیمز وب هر دو تلسکوپ فضایی بزرگی هستند (اگرچه وب بسیار بزرگتر است)، این دو در واقع کیهان را بسیار متفاوت می‌بینند.

کلاوس پونتوپیدان، یکی از توسعه‌دهندگان پروژه وب در مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور، در یک کنفرانس خبری در ماه مه گفت: جیمز وب تصاویر شگفت‌انگیزی خواهد گرفت؛ این تصاویر به مراتب بهتر از عکس‌هایی خواهند بود که هابل تاکنون به ثبت رسانده است. پونتوپیدان در ادامه صحبت‌های خود افزود: اگرچه جیمز وب از جهاتی بهتر است، اما تصاویر وب اساساً متفاوت خواهند بود، زیرا طول موج‌های متفاوتی نسبت به آن دارند.

در حالی که هابل نور را در طول موج‌های نوری و فرابنفش در درجه اول مشاهده می‌کند، تلسکوپ فضایی جیمز وب برای تشخیص نور مادون قرمز در درجه اول طراحی شده است.

زیبایی در مادون قرمز

وب با مشاهده مادون قرمز، تصاویر زیبا و منحصر به فردی را ثبت می‌کند.

پونتوپیدان گفت: فکر می‌کنم که جیمز وب فوق‌العاده خواهد بود، اما پیش‌بینی این که چگونه تصاویر را به ثبت می‌رساند بسیار دشوار است، زیرا این اولین مأموریت آن در نوع خود خواهد بود.

پونتوپیدان گفت: کیفیت تصاویر به نظر بسیار متفاوت‌تر از هابل خواهد بود. ستارگان به خودی خود محو می‌شوند. زمانی که شما به طول موج بلندتری حرک کنید، آن‌ها کم نورتر و کم نورتر می‌شوند، این در حالی است که ابرهای بین ستاره‌ای درخشان‌تر و درخشان‌تر و درخشان‌تر می‌شوند.

پونتوپیدان توضیح داد که برخی از ترکیبات گازی و همچنین گرد و غبارها زمانی که شما به صورت اریب در حال حرکت به قسمت نور مادون قرمز آن‌ها هستید، کمی ضعیف یا به اصطلاح شل می‌شوند. اما این لزوما چیز بدی نیست.

پونتوپیدان افزود: «من فکر می‌کنم در این باره شاید نگرانی‌هایی وجود داشته باشد، زیرا توسعه‌دهندگان ناسا هرگز نمی‌خواهند تصاویری به دستشان برسد که در نهایت تار یا مبهم به نظر برسند. اما همانطور که مشخص است، در واقع، اگر کمی بیشتر به سمت مادون قرمز بروید … خود غبار در مسیر نور خواهد درخشید. در این حالت شما یک سحابی شفاف و نورانی خواهید دید که می‌درخشد.

تفاوت در مادون قرمز

هابل می‌تواند نوری را در محدوده طول موجی از حدود 200 نانومتر (nm) تا 2.4 میکرون ببیند، در حالی که برد تلسکوپ فضایی جیمز وب از حدود 600 نانومتر تا 28 میکرون خواهد بود. با این حال طبق اطلاعیه ناسا، محدوده نور مرئی از حدود 700 تا 400 نانومتر است.

حتی اگر وب اساساً نور مادون قرمز را مشاهده کند، همچنان می‌تواند قسمت قرمز/نارنجی طیف نور مرئی را نیز ببیند. روکش طلایی آینه‌های آن نور آبی را از طیف مرئی جذب و در عوض نور مرئی زرد و قرمز را منعکس می‌کند که تشخیص آن برای چشم غیر مسلح انسان بهتر است.

اگرچه هابل چنین قابلیتی ندارد، اما توانایی مشاهده مقداری فروسرخ را دارد، بنابراین این نوع رصد به معنای پایان عمر هابل نیست. در واقع، در سال 2013، تیم هابل یک تصویر مادون قرمز خیره کننده از سحابی سر اسب را منتشر کرد که هابل آن را در جشن بیست و دومین سالگرد پرتاب خود به فضا گرفته بود.

قدرت مادون قرمز

هابل برای چندین دهه تصاویر خیره کننده‌ای را در اختیار جهان قرار داده است و وضوحی مشابه تلسکوپ فضایی جیمز وب دارد. بر اساس اطلاعیه ناسا، رزولوشن زاویه‌ای وب یا وضوح دید آن، مانند هابل خواهد بود. در این اطلاعیه آمده است: تصاویر وب به همان وضوح تصویر هابل به ثبت می‌رسند. به گفته ناسا، وضوح وب به آن اجازه می‌دهد تا جزئیات یک شی به اندازه یک پنی ایالات متحده را در 24 مایلی (40 کیلومتری) ببیند.

علی‌رغم این شباهت، وب آینه بسیار بزرگ‌تری دارد {21.3 فوت (6.5 متر) عرض در مقایسه با 7.8 فوت (2.4 متر)}. آشکارسازهای پیشرفته جیمز وب برای دیدن عمیق‌تر طیف مادون قرمز نسبت به هابل طراحی شده است.

ناسا توضیح داده است که وب با رصد در مادون قرمز، به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا فواصل دورتری از کیهان را ببینند. آینه بزرگ‌تر وب همچنین سطح بیشتری را برای جمع‌آوری نور به آن می‌دهد، و این امکان را فراهم می‌کند که حتی به میلیاردها سال قبل رفته و دورترین اجرام آسمانی را مشاهده نمایند.

طراحی پیشرفته

تلسکوپ فضایی جیمز وب به گونه‌ای طراحی شده است تا بتواند تصاویر اولین ستارگان و کهکشان‌هایی که در اولین کیهان شکل گرفته‌اند را به ثبت برساند. این تلسکوپ غول‌پیکر می‌تواند اجسامی را که 10 میلیارد بار کم‌نورتر از کم‌نورترین ستاره‌های قابل مشاهده بدون تلسکوپ هستند را ببیند. این در حالی است که جیمز وب قادر است اشیایی که  10 تا 100 بار کم‌نورتر از چیزی که هابل می‌تواند مشاهده کند را شناسایی نماید.

وب به چهار ابزار علمی برای کمک به مشاهدات خود مجهز شده است. این‌ها شامل دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam)، طیف‌نگار مادون قرمز نزدیک (NIRSpec)، ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) و سنسور هدایت دقیق/تصویرگر مادون قرمز نزدیک و طیف‌نگار بدون شکاف (FGS-NIRISS) می‌شوند.

پونتوپیدان گفت: با این ابزارها، وب می‌تواند کاری را انجام دهد که ما آن را طیف‌سنجی تصویربرداری می‌نامیم، جایی که می‌تواند یک تصویر بگیرد، اما یک طیف و هر پیکسل از تصویر را نیز به ثبت برساند. در طیف سنجی تصویربرداری، اطلاعاتی در مورد طیف طول موج‌های موجود در هر قطعه کوچک از تصویر وجود دارد. این می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بدانند چه عناصر یا مواد شیمیایی خاصی ممکن است آن طیف را ایجاد کرده باشد.

سخن پایانی

پونتوپیدان  سخنان خود را این گونه به پایان می‌رساند که مجموعه منحصر به فرد ابزارهای تصویربرداری وب به او اجازه می‌دهد تا انواع کارهای علمی دیگر را انجام دهد، مانند مشاهده سیارات فراخورشیدی در حال عبور از مقابل ستاره‌ها یا تعیین ترکیب یک ابر در منطقه ستاره ساز. او به مطالعاتی اشاره کرد که ممکن است به دنبال یخ، آب و مواد آلی پیچیده در جو سیارات فراخورشیدی باشند. تلسکوپ فضایی جیمز وب با مشارکت ناسا، آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا طراحی شده است. امیدواریم که از این مقاله جذاب وبسایت روکیدا نهایت بهره را برده باشید.