بزرگترین تلسکوپ فضایی تاریخ: کاوش در دنیاهای جدید وعجیب و درک منشاء جهان,جستجوی حیات در کهکشان.اینها طرح یک فیلم علمی-تخیلی جدید نیست، بلکه اهداف ماموریت تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb)، جانشین مورد تلسکوپ فضایی هابل است که مدتها منتظرش بودیم.

در ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱,ناسا تلسکوپ وب را از ایستگاه فضایی گویان,شهری ساحلی در فرانسه با مشارکت آژانس فضایی اروپا و کانادا به فضا پرتاب کرد. اکنون این تلسکوپ درحال حرکت به نقطه ای نزدیک به یک میلیون مایل دورتر از زمین است. در سفر خود، تلسکوپ باید یک مانور مکانیکی دشوار را تکمیل کند: قطعات مختلف خود را نصب و سوار کند. این تلسکوپ به قدری بزرگ است که برای پرتاب نیاز بود که در داخل یک موشک به صورت تا خورده قرار بگیرد. در طی چند هفته، باید اجزای مختلف خود، از آفتابگیر گرفته تا آینه هایش را باز کند. به گفته ناسا، بیش از ۳۰۰ مشکل فنی بالقوه یا “شکست‌های یک نقطه‌ای” به طور بالقوه می‌تواند منجر به شکست این ماموریت شود.

از روزی که جیمز وب به فشا پرتاب شد,۱ میلیون مایل سفر کرده از زمین دوره شده و بسیاری از مراحل دشوار و سختی که در مسیرش بود,عبور کرده است. در اواخر ژانویه، سفر یک ماهه وب سرانجام به پایان رسید و در مداری در فاصله ۱ میلیون مایلی از زمین قرار گرفت.بر خلاف تلسکوپ فضایی هابل، وب برای انجام تعمیرات خدمه بسیار دور است. ناسا و هزاران همکار آن برای هر استقرار ابزار فقط یک فرصت داشتند – بدون هیچ جایی برای خطا.

وب از چند جهت از هابل پیشی گرفته است. این به اخترشناسان این امکان را می دهد که نه تنها به نقاط دورتری در فضا بلکه به زمان دورتر نیز نگاه کنند: وب اولین ستاره ها و کهکشان های جهان را جستجو می کند. این به دانشمندان این امکان را می دهد که مطالعات دقیقی بر روی سیارات فراخورشیدی متعددی انجام دهند – سیاراتی که به دور ستارگانی غیر از خورشید ما می چرخند – و حتی شروع به جستجوی نشانه هایی از حیات در آنجا کنند. وب ماشینی است برای پاسخ دادن به سؤالات بی پاسخ در مورد جهان، برای کاوش در آنچه تاکنون غیرقابل کاوش بوده است.

تفاوت تلسکوپ جیمز وب و هابِل :

وب اغلب جایگزین هابل نامیده می شود، اما تلسکوپ جیمز وب جایگزین هابل است. به هر حال، وب جانشین علمی هابل است و انگیزه اهداف علمی آن نتایج تحقیقات هابل بود. اطلاعاتی که هابل در اختیار دانشمندان قرار داد,آنان را وادار کرد تا به دنبال طول موج های طولانی تر باشند تا از آنچه هابل قبلاً انجام داده است فراتر بروند.به خصوص رصد اجرام دوری که فرکانس انتقال به سرخ (Redshifted) بالایی دارند و نور آن ها از UV رانده می شود و نوری نزدیک به مادون قرمز دارند. بنابراین رصد این اجرام دور (مثلاً مانند اولین کهکشان‌های تشکیل‌شده در کیهان) به یک تلسکوپ فروسرخ نیاز دارد.

این دلیل دیگری است که وب جایگزین هابل نیست. توانایی های این دو تلسکوپ یکسان نیست. وب اساساً به جهان در مادون قرمز نگاه می کند، در حالی که هابل آن را عمدتاً در طول موج های نوری و فرابنفش مطالعه می کند (اگرچه دارای برخی از قابلیت های مادون قرمز نیز است). وب همچنین آینه ای بسیار بزرگتر از هابل دارد. این منطقه بزرگ‌تر جمع‌آوری نور به این معنی است که وب می‌تواند زمانی دورتر از زمانی که هابل قادر به انجام آن است به گذشته نگاه کند. هابل در مداری بسیار نزدیک به دور زمین قرار دارد، در حالی که وب در دومین نقطه لاگرانژ (L2) 1.5 میلیون کیلومتر فاصله خواهد داشت.

وب اساساً در بازه طول موج مادون قرمز رصد خواهد کرد و چهار ابزار علمی برای ثبت تصاویر و طیف اجرام نجومی خواهد داشت. این ابزارها پوشش طول موجی از ۰.۶ تا ۲۸ میکرومتر (یا “میکرون”؛ ۱ میکرون ۱.۰ x 10-6 متر) را فراهم می کنند. قسمت مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی از حدود ۰.۷۵ میکرون به چند صد میکرون می رسد. این بدان معناست که ابزارهای وب اساساً در محدوده مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی، با برخی قابلیت‌ها در محدوده مرئی (به ویژه در قسمت قرمز و تا قسمت زرد طیف مرئی) کار خواهند کرد. ابزارهای موجود در هابل می تواند بخش کوچکی از طیف مادون قرمز را از ۰.۸ تا ۲.۵ میکرون رصد کند، اما قابلیت های اصلی آن در قسمت های فرابنفش و قسمت های قابل مشاهده طیف از ۰.۱ تا ۰.۸ میکرون هستند.

هابل ۱۳.۲ متر (۴۳.۵ فوت) طول و حداکثر قطر آن ۴.۲ متر (۱۴ فوت) است. اندازه آن تقریباً به اندازه یک کامیون بزرگ است. دیافراگم هابل (بخشی که قادر به دریافت نور است) ۲.۴ متر عرض دارد.از طرف دیگر طول افتابگیر جیمزوب حدود ۲۲ متر در ۱۲ متر (۶۹.۵ فوت x 46.5 فوت) است. این هواپیما تقریباً نصف یک هواپیمای ۷۳۷ است. سایز این آفتابگیر به اندازه یک زمین تنیس است.دیافراگم Webb6.5 متر است.

تلسکوپ جیمز وب تا چه میزان می تواند گذشته را ببیند؟

هر چه یک شی دورتر باشد، ما به بازه ای عقب تر در زمان نگاه می کنیم. این به دلیل زمانی است که طول می کشد تا نور از به ما برسد.

با آینه بزرگ‌تری که به وب متصل است، می‌تواند تقریباً تمام راه بازگشت به آغاز جهان، یعنی حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش را ببیند.

وب  با توانایی خود برای مشاهده جهان در نور مادون قرمز با طول موج بلندتر، می‌تواند برخی از دورترین کهکشان‌های جهان ما را مطمئناً با سهولت بیشتری نسبت به نور مرئی/فرابنفش هابل ببیند.

این به این دلیل است که نور از اجسام دور توسط انبساط جهان ما کشیده می شود – اثری که به عنوان انتقال به سرخ شناخته می شود – و نور را از محدوده مرئی خارج می کند و به مادون قرمز می دهد.

اهداف ماموریت تلسکوپ وب چیست؟

تحقیقات این تلسکوپ به سوالاتی مانند: کیهان در مراحل اولیه چگونه بود؟ اولین ستاره ها و کهکشان ها چه زمانی پدید آمدند؟ اولین کهکشان ها در طول زمان چگونه تکامل یافتند؟ در مورد ماده تاریک و انرژی تاریک چه چیزی می توانیم یاد بگیریم؟ ستاره ها چگونه و از کجا تشکیل می شوند؟ستاره ها چگونه می میرند و مرگ آنها چگونه بر محیط اطراف تأثیر می گذارد؟ منظومه های سیاره ای کجا و چگونه شکل می گیرند و تکامل می یابند؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب بر چهار حوزه اصلی تمرکز خواهد کرد: اولین نور در جهان، تجمع کهکشان ها در کیهان اولیه، تولد ستارگان و منظومه های نوسیاره ای و سیارات (از جمله منشاء حیات).