تلسکوپ جیمز وب فرصتی بی نظیر برای آنالیز مهمانان میان ستاره ای فراهم می نماید - بهترین وبلاگ

به گزارش بهترین وبلاگ، دانشمندان قصد دارند در پروژه ای با یاری تلسکوپ فضایی جیمز وب، درباره اجرام میان ستاره ای که وارد منظومه شمسی شده اند، اطلاعات بیشتری کسب نمایند.

تا به امروز تنها دو جرم میان ستاره ای در حال گذر از منظومه شمسی دیده شده اند، اما دانشمندان فکر می نمایند که شمار بیشتری از آن ها شناسایی خواهند شد. زمانی که میهمان ناخوانده بعدی کشف شد، تلسکوپ فضایی قدرتمند نو جیمز وب ناسا ممکن است یک فرصت جانبی برای تجزیه وتحلیل آن داشته باشند. وب به اخترشناسان یاری می نماید تا درباره ترکیب تاریخچه شکل گیری و سیستم منظومه شمسی بیشتر بیاموزند و بدین ترتیب دانشمندان برای نخستین بار نگاهی نزدیک به چیزی که خارج از منظومه شمسی ما متولد شده است، خواهند داشت.

یکی از هیجان انگیزترین یافته های علوم سیاره شناسی در سال های اخیر، کشف اجرام میان ستاره ای است که از منظومه شمسی ما می گذرند. اخترشناسان تا به امروز تنها دو نمونه از این برهم زنندگان نظم منظومه شمسی را تأیید نموده اند. اوموآموا (1I/Oumuamua) در سال 2017 و بوریسوف (2I/Borisov) در سال 2018 اما تصور می گردد که تعداد بسیار بیشتری وجود داشته باشند. علاوه بر این دانشمندان پس از کشف توانایی محدودی برای مطالعه این اجرام داشته اند، اما همه این ها با تلسکوپ فضایی جیمز وب در حال تغییر است.

مارتین کوردینر (Martin Cordiner) پژوهشگر اصلی برنامه هدف وب برای فرصت (Webb Target of Opportunity) که برای مطالعه ترکیب یک جرم میان ستاره ای برنامه ریزی شده است، گفت: حساسیت و قدرت عالی وب اکنون فرصتی بی سابقه برای آنالیز ترکیب شیمیایی این اجرام میان ستاره ای و کاوش بیشتر درباره ماهیت آن ها به ما می دهد؛ اینکه از کجا آمده اند، چگونه ساخته شده اند و درباره شرایط موجود در منظومه های خود، چه چیزی می توانند به ما بگویند.

اخترفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا اظهار داشت: توانایی مطالعه یکی از این اجرام و یافتن ترکیب آن واقعا شگفت انگیز است. دو جرم میان ستاره ای که برای اولین بار کشف شدند، بسیار متفاوت بودند، یکی شباهت زیادی در پیه دار داشت اما دیگری این طور نبود. کوردینر و تیمش امیدوارند که دریابند که این اجرام چقدر منحصربه فرد هستند و آیا نماینده جمعیت گسترده تری از اجرام میان ستاره ای هستند یا خیر.

فرآیند شناسایی

اخترشناسان از رصدگران آماتور گرفته تا متخصصان رصدخانه های حرفه ای، دائما منابع اطلاعاتی گوناگون را به امید یافتن اجرام دیگری از فضای میان ستاره ای رصد می نمایند. هنگامی که جرم دیگری برای نخستین بار شناسایی گردد، دانشمندان بلافاصله مطمئن نخواهند شد که آیا واقعا یک جرم میان ستاره ای است یا خیر. بسته به روشنایی، آن ها به مشاهدات اضافی طی چند روز، چند هفته یا حتی چند ماه برای تأیید آن احتیاج دارند.

هنگامی که بر اساس مدار هذلولی، تأیید نمایند که جرم مد نظر از خارج منظومه شمسی آمده و اطمینان یابند که از محدوده بیرونی منظومه شمسی خودمان یا ابر اورت (Oort Cloud) نیامده است، می توانند راستا حرکت آن را در سراسر آسمان محاسبه نمایند. بعلاوه اگر این راستا با میدان دید وب تلاقی داشته باشد، کوردینر و تیمش مشاهدات مرتبط را با یاری آن انجام خواهند داد.

زمینه علمی تازه

این تیم از قابلیت های طیف سنجی جیمز وب در هر دو باند فروسرخ نزدیک و فروسرخ میانی برای مطالعه دو جنبه گوناگون از اجرام میان ستاره ای استفاده خواهند کرد. آن ها ابتدا با استفاده از طیف سنج فروسرخ نزدیک (NIRSpec) اثر انگشت شیمیایی گازهای آزاد شده به وسیله جسم را تجزیه وتحلیل می نمایند، زیرا یخ هایی که ممکن است در آن وجود داشته باشند، به وسیله گرمای خورشید تبخیر می شوند.

در آنالیز دوم، با ابزار فروسرخ میانی (MIRI) هر غباری که جسم فراوری می نماید از ذرات کوچک و میکروسکوپی گرفته تا دانه های بزرگ تر و حتی سنگ ریزه هایی که ممکن است از روی سطح بلند شوند و جسم را دربر بگیرند، رصد می نمایند.

NIRSpec با وضوح طیفی بالای خود می تواند انتشار گازهای جداگانه را تشخیص دهد و به تیم امکان می دهد تا مولکول های خاصی مانند آب، متانول، فرمالدهید، کربن دی اکسید، کربن مونوکسید و متان را شناسایی کند. MIRI هم در فروسرخ میانی، بیشتر برای تشخیص طیف گرمایی فراوری شده به وسیله ذرات جامد، مانند دانه های غبار یا هسته جسم تنظیم می گردد.

بینش قوی درباره اجرام میان ستاره ای

در منظومه شمسی خودمان، دنباله دارها بقایای یخی از دوران شکل گیری سیاره در اطراف خورشید هستند، بنابراین می توانند اطلاعاتی منحصربه فرد از شرایط شیمیایی موجود در تاریخ اولیه منظومه شمسی ارائه دهند. برنامه آنالیز اجرام میان ستاره ای وب این توانایی را دارد که برای نخستین بار بینش قدرتمند مشابهی را درباره شیمی شکل گیری سیارات در اطراف ستاره های دیگر نشان دهد.

هم اکنون اخترشناسان فرآیندهای شیمیایی دقیقی که در تشکیل سیارات دخیل هستند را به طور کامل درک نمی نمایند. برای نمونه اینکه چگونه یک سیاره از مواد شیمیایی ساده به وجود می آید؟ آیا این فرایند در اطراف همه ستارگان به یک شکل اتفاق می افتد؟ آیا چیز عجیبی درباره شیوه شکل گیری سیارات خودمان در اطراف خورشید در مقایسه با نحوه شکل گیری آن ها در اطراف ستارگان دیگر در جاهای دیگر کهکشان وجود دارد؟

اگر دانشمندان بتوانند با مشاهده یک جرم میان ستاره ای و شناسایی اینکه از چه چیزی ساخته شده است، شرایط شیمیایی موجود در این اجرام میان ستاره ای را به طور دقیق شناسایی نمایند، تصویر واضح تری از شرایط شیمیایی واقعی که در منظومه های سیاره ای دیگر امکان پذیر است، به دست آورند.

یک پنجره نو با وب

اجرام میان ستاره ای قبلا در این محدوده های مهم طول موج فروسرخ نزدیک و فروسرخ میانی مشاهده نشده اند، بنابراین احتمال اکتشافات نو بسیار زیاد است. با وجود تریلیون ها جرم میان ستاره ای که از اطراف کهکشان می گذرند، این تیم نمی دانند که قرار است چه چیزی بیابند اما می دانند که یافته آن ها شگفت انگیز خواهد بود.

کریستینا توماس (Cristina Thomas) استادیار نجوم دانشگاه آریزونا شمالی و دیگر همکار این پروژه درباره یاری وب به مطالعه اجرام میان ستاره ای گفتند: با جیمز وب، می توانیم دانش واقعا جالبی را در قدر یا روشنایی بسیار کمتر انجام دهیم. بعلاوه هرگز نتوانسته ایم اجرام میان ستاره ای را در این ناحیه از فروسرخ مشاهده کنیم و این برنامه، فرصت های زیادی را برای شناسایی امضاهای مختلف ترکیباتی که در پی آن ها هستیم، باز می نماید. این یک موقعیت بزرگ برای ما خواهد بود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب که یک برنامه بین المللی با همکاری ناسا و شرکای آن شامل آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا است، بهترین رصدخانه علوم فضایی دنیا محسوب می گردد. این رصدخانه فضایی اسرار منظومه شمسی ما را حل خواهد نمود، به دنیا های دوردست اطراف ستاره های دیگر نگاه می نماید و ساختارها و خاستگاه های مرموز کیهان و مکان ما را در آن آنالیز می نماید.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از جرم میان ستاره ای اوموآموا

Credit: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

منبع: SciTechDaily