تم بناء تلسكوب ويب الفضائي باستخدام بعض الأدوات العلمية الأكثر تعقيدًا التي يتم إرسالها إلى خارج مدار الأرض. يأمل علماء الفلك أن تساعدهم المركبة الفضائية على فهم المزيد عن الثقوب السوداء ، وكيف تولد النجوم وتموت ، وما هو موجود في الأغلفة الجوية للكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. ربما ، سيعطينا لمحة عن حقبة قريبة من الانفجار العظيم.
لماذا البحث الإضافي يساعد العلماء على رؤية مليارات السنين الماضية؟
تذكر سرعة الضوء؟ تبلغ السرعة الثابتة خلال فراغ الفضاء أكثر من 186000 ميل في الثانية ، أو أكثر من ستة تريليون ميل في السنة.
هذا يجعل سنة ضوئية – المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة – عصا قياس يدوية للمسافات الكونية.
كما يفسر سبب النظر في الكون إلى الماضي.
إذا كان النجم على بعد 10 سنوات ضوئية ، فهذا يعني أن ضوءه استغرق 10 سنوات حتى يصل إلينا: نحن نلاحظ نجمًا كان قبل 10 سنوات. (يستغرق ضوء الشمس ثماني دقائق للوصول إلى الأرض).
بالنسبة للأجسام البعيدة التي يمكن للويب اكتشافها ، فإن جسيمات الضوء هذه تسافر حوالي 13 مليار سنة ضوئية ، وتنتقل عبر الفضاء لمدة 13 مليار سنة. الضوء في صورة الويب “Deep Field” التي تم إصدارها يوم الاثنين هي لقطة لمنطقة من الكون يقل عمرها عن مليار سنة.
ما الذي يمكن أن تعلمه المزيد عن الفترة القريبة من الانفجار العظيم علماء الفلك؟
متى تألق النجوم الأولى؟ متى التحمت المجرات الأولى من السحب الغازية؟ ما مدى اختلاف النجوم والمجرات الأولى التي تملأ الكون اليوم؟
لا أحد يعرف حقًا. إنه فصل مفقود في تاريخ الكون. نحن نعلم أن الكون بدأ في لحظة من الانفجار العظيم. خلف هذا الانفجار ضوضاء الميكروويف التي تم اكتشافها في عام 1964 وتمت دراستها على نطاق واسع على مدى عقود. برد الكون ، وبدأت المادة في التراكم ويعتقد أن النجوم الأولى قد تشكلت بعد حوالي 100 مليون سنة من الانفجار العظيم.
لا بد أن النجوم المبكرة كانت مختلفة لأن الانفجار العظيم أنتج الهيدروجين والهيليوم فقط إلى جانب الليثيوم والبريليوم. العناصر الثقيلة – الكربون والسيليكون والحديد ولا شيء من بقية الجدول الدوري. يعتقد بعض علماء الفيزياء الفلكية أن العديد من النجوم الأولى ، الخالية من العناصر الثقيلة ، كانت ضخمة ، وقد احترقت بشكل لامع وماتت صغارًا في انفجارات المستعر الأعظم ، مما أدى إلى تناثر المواد التي يمكن أن تشكل كواكبًا لاحقًا ، وفي النهاية حياة مثلنا.
كان Webb أول تلسكوب يكتشف ويحلل تلك النجوم المبكرة.
لماذا تساعد أدوات Webb في تقدم هذا العمل؟
يتمثل الاختلافان الرئيسيان بين Webb و Hubble في حجم مرآتيهما – المرايا الأكبر تجمع المزيد من الضوء – والأطوال الموجية للضوء التي ترصدها. يركز هابل على الأطوال الموجية المرئية والأشعة فوق البنفسجية ، مما يوفر مناظر جديدة لا مثيل لها لكثير من الكون.
لكن بالنسبة للكون المبكر ، كان جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف مهمًا. هذا بسبب تأثير دوبلر. عندما تكون سيارة الشرطة مسرعة ، تكون طبقة صوت صفارة الإنذار أعلى مع اقتراب السيارة وتنخفض كلما زادت سرعتها. يحدث الشيء نفسه مع الضوء. تظهر الأجسام التي تتسارع نحونا باللون الأزرق ، وتلك التي تنحسر تظهر باللون الأحمر لأن الحركة المتراجعة تمد الأطوال الموجية لجزيئات الضوء في الخارج. بالنسبة للأجسام البعيدة جدًا ، مثل النجوم والمجرات المبكرة ، يتم تحويل معظم الضوء إلى الأشعة تحت الحمراء.
تعتبر عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء من التلسكوبات على الأرض مستحيلة بشكل أساسي. يحجب الغلاف الجوي تلك الأطوال الموجية.
يمكن أن تتلف ملاحظات الأشعة تحت الحمراء بسهولة عن طريق الإشعاع الحراري. لهذا السبب تم وضع الويب على بعد مليون ميل من الأرض وظللها درع شمسي عملاق. يجب تبريد إحدى الأدوات ، وهي أداة منتصف الأشعة تحت الحمراء ، أو MIRI ، إلى 447 درجة فهرنهايت تحت الصفر لتعمل بشكل صحيح.
