كيف تم إعداد تلسكوب جيمس ويب للعثور على عوالم غريبة؟

تم إطلاق تلسكوب ويب، الذي تبلغ تكلفته 10 مليارات دولار، في يوم عيد الميلاد عام 2021.

ويتكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي من مرآة مطلية بالذهب طولها 6.5 متر، وحاجب شمسي بحجم ملعب تنس، ومجموعة من الأدوات المعقدة، التي يتم تبريدها إلى درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق ببضع درجات فقط، وتسمح هذه الميزات للتلسكوب بمراقبة السماء بالأشعة تحت الحمراء، والكشف عن تفاصيل الكون وصور النجوم التي تولد في سحب الغبار.

وقالت عالمة الفيزياء الفلكية الدكتورة هانا ويكفورد، من جامعة بريستول: "لقد استغرق الأمر 6 أشهر لوضع التلسكوب وتشغيل أنظمته بشكل صحيح، ما يعني أن عام 2023 كان أول عام تقويمي كامل للتشغيل. لقد تجاوزت النتائج كل توقعاتنا".

الكواكب خارج المجموعة الشمسية

ومع ذلك، يقدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي هدية أخرى للعلم، حيث تبين أيضاً أن الأشعة تحت الحمراء مثالية لدراسة الكواكب خارج المجموعة الشمسية، أو الكواكب الخارجية، كما تُعرف بالعوالم التي تدور حول نجوم أخرى. وبذلك يُحدث التلسكوب ثورة فلكية غير مسبوقة.

ولعدة قرون، كانت الكواكب الوحيدة التي عرفها البشر هي الكواكب القليلة التي يمكننا رؤيتها في نظامنا الشمسي. ولكن هل كانت عائلة الشمس نموذجية، كما يتساءل العلماء؟ هل كانت الكواكب وفيرة في أماكن أخرى من المجرة أم أنها نادرة؟ كانت هذه الأسئلة ذات أهمية حاسمة لأن السيناريو الأخير – ندرة الكواكب الكونية – يعني أن الحياة خارج كوكب الأرض من المحتمل أيضاً أن تكون نادرة.
وكانت المشكلة التي واجهها علماء الفلك هي الحقيقة البسيطة المتمثلة في أن النجوم شديدة السطوع، ولكن الكواكب أصغر بكثير وأكثر خافتة للغاية، ولا يمكن اكتشافها بجانب آبائها السماويين اللامعين. ولم يكن الأمر كذلك حتى نهاية القرن الماضي، حتى تمكن جيل جديد من الكاميرات عالية الحساسية، المجهزة بالتلسكوبات والمراصد التي تدور حولها، من تحديد الخفوت الطفيف الذي تسببه الكواكب الخارجية، أثناء مرورها أمام النجوم.

رصد آلاف الكواكب

وبعد إجراء أولى عمليات رصد العبور هذه، بدأت الاكتشافات في التكاثر بشكل كبير. واليوم يبلغ العدد الإجمالي للكواكب الخارجية المرصودة 5566، وفقاً لأرشيف الكواكب خارج المجموعة الشمسية التابع لوكالة ناسا.

ويقول علماء الفلك إن عدة مئات من هذه الكواكب قريبة نسبياً من الأرض، وهي الآن جاهزة للدراسة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وتم بالفعل فحص كوكب Wasp-107b وسحب الكوارتز والعوالم المارقة لسديم أوريون، إلى جانب مجموعة من الكواكب الخارجية الأخرى.

وقال عالم الفيزياء الفلكية البروفيسور جين بيركبي من جامعة أوكسفورد "بعد أن وجدنا كل هذه العوالم، نحن الآن في وضع محظوظ لأننا قادرون على دراستها بالتفصيل، وتحليل أغلفتها الجوية، وحتى رسم معالمها، في حين لم نكن نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت موجودة على الإطلاق قبل 3 عقود".

الحياة خارج الأرض

وكان الهدف المبكر لعلماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو Trappist-1، وهو نجم صغير ورائع من النوع المعروف باسم القزم الأحمر، وعلى بعد أربعين سنة ضوئية من الأرض، تضم عائلة مكونة من 7 عوالم صخرية صغيرة، ثلاثة منها تقع داخل منطقة تعرف باسم المنطقة الصالحة للسكن. ويقول علماء الأحياء الفلكية إن الظروف هنا ليست حارة جداً، وليست باردة جداً لمنع الماء من الوجود كسائل، وهو مطلب أساسي لازدهار الحياة.

ومع ذلك، فقد كشفت التحليلات - باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي - لاثنين من الكواكب الداخلية للنجم Trappist-1b وTrapبيست-1c أنهما لا يمتلكان غلافاً جوياً، أو غلافاً رقيقاً للغاية فقط. ويجري الآن التخطيط لمزيد من الدراسات لبقية النظام.

وفي نهاية المطاف، يبحث علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن علامات الحياة خارج كوكب الأرض عبر مجموعة من العلامات البيولوجية المعروفة باسم الأربعة الكبار: الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والماء والميثان. إن وجودها في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية سيكون علامة قوية على وجود نوع ما من الحياة هناك، بحسب صحيفة ذا غارديان البريطانية. 

المصدر: موقع 24