داده‌های ۳ ساله تلسکوپ جیمز وب به صورت آنلاین در دسترس قرار گرفت

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) از زمان پرتابش در روز کریسمس سال ۲۰۲۱ تاثیری بر نجوم داشته است که نمی‌توان آن را دست‌کم گرفت. این تاثیر بر مطالعات اجرام در منظومه شمسی تا لبه‌ فضای قابل مشاهده و اولین کهکشان‌های قابل تصور بوده است.

کد خبر: ۷۷۸۷۰۱

تاریخ: ۰۶ بهمن ۱۴۰۳ - ۱۵:۰۲

به گزارش ایران اکونومیست، اگرچه پیش‌بینی می‌شد جیمز وب به یک بازیگر اصلی در مطالعه دورترین و باستانی‌ترین کهکشان‌ها تبدیل شود، اما انتظار نمی‌رفت این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری چنین تاثیری بر یکی از جذاب‌ترین و در حال رشدترین مناطق نجوم داشته باشد و آن مطالعه سیارات فراتر از منظومه شمسی یا سیارات فراخورشیدی است.

به نقل از اسپیس، اما واقعیت اغلب انتظارات را برآورده نمی‌کند. جاشوا لوترینگر (Joshua Lothringer)، دستیار ستاره‌شناس در مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) و کارشناس سیارات فراخورشیدی، در جشن سه سال علم سیارات فراخورشیدی از سوی جیمز وب، اولین پلتفرم GitHub را برای عموم و دانشمندان ایجاد کرده است تا ببینند کدام نوع سیارات توسط قدرتمندترین تلسکوپ فضایی بشر رصد می‌شوند.

او که در ۲۰ نشریه بر اساس مشاهدات جیمز وب همکاری داشته است، داشبورد سیاره فراخورشیدی را ساخته است که داده‌های مربوط به مطالعات سیاره فراخورشیدی جیمز وب را ارائه می‌دهد. این بخش سیارات فراخورشیدی را با نام و با توجه به جرم آنها و مدت زمانی که طول می‌کشد تا آنها به دور ستاره مادر خود بچرخند، نشان می‌دهد.

لوترینگر می‌گوید: من می‌خواستم داشبورد را ایجاد کنم، زیرا در حال حاضر مکان مناسبی برای مشاهده انواع سیارات رصد شده توسط جیمز وب وجود ندارد و نمی‌توان به سؤالاتی مانند "جیمزوب چند سیاره فرازمینی رصد کرده است؟" پاسخ داد. ما فهرستی از مشاهدات مربوط به سیاره فراخورشیدی به نام TrExoLiSTS داریم که توسط همکار من نیکولای نیکولوف (Nikolay Nikolov)، همچنین در مؤسسه علوم فضایی تلسکوپ STScI ایجاد شده است، اما ما باید آن را به ویژگی‌های سیاره واقعی در بایگانی سیاره فراخورشیدی ناسا متصل کنیم، کاری که با داشبورد انجام داده‌ایم.

این محقق توضیح داد که به محض انجام این کار، او قادر به ایجاد برخی تجسم‌های مفید و محاسبه برخی آمار برای درک وسعت نمونه سیارات فراخورشیدی جیمز وب بوده است.

جیمز وب واقعا انقلابی بوده است. اکنون تصور کردن زندگی بدون آن دشوار است! جیمز وب به ارائه تصویری بسیار کامل‌تر و دقیق‌تر از جو سیارات فراخورشیدی، دمای آنها و چه آب و هوای آنها، کمک می‌کند.

اکنون می‌توانیم به این نوع سؤالات برای طیف وسیع‌تری از سیارات، از جمله سیارات کوچک‌تر پاسخ دهیم.

علم سیارات فراخورشیدی تلسکوپ فضایی جیمز وب بر اساس اعداد

طبق داشبورد، تا ماه ژانویه سال ۲۰۲۵، جیمز وب حدود ۱۱۱ سیاره را رصد کرده است و برنامه‌هایی برای رصد حدود ۱۷ سیاره دیگر دارد. از این مجموع، حدود ۱۱۳ مورد، سیاره‌های در حال گذر هستند که از روی ستاره خود مستقیما بین ستاره و زمین عبور می‌کنند.

این گذر به جیمز وب اجازه می‌دهد تا نور عبوری از جو این سیارات را بررسی کند که به نوبه خود به دانشمندان کمک می‌کند تا ترکیب این جوها را تعیین کنند.

لاترینگر می‌گوید: از این ۱۱۳ سیاره در حال گذر، ۶۴ سیاره، غول‌های گازی مانند مشتری، ۳۰ سیاره بیشتر شبیه اورانوس و نپتون و حدود ۱۹ سیاره، مانند سیارات منظومه شمسی همچون زمین، مریخ، زهره و عطارد، سنگی هستند. ۱۵ سیاره دیگر مستقیما سیاره‌های فراخورشیدی غول‌پیکر گازی هستند که به‌اندازه کافی دور از ستاره میزبان خود می‌چرخند که می‌توانیم با جیمز وب از آنها عکس بگیریم.

لوترینگر افزود: به طور کلی، سیارات غول پیکر داغ، ساده‌ترین راه تشخیص و مطالعه را دارند، زیرا بزرگ و درخشان هستند. به همین دلیل است که جیمز وب در واقع بیشترین زمان متمرکز بر سیارات فراخورشیدی را صرف تماشای سیارات غول پیکر کرده است.

این محقق توضیح داد که اگرچه انتظار نمی‌رود این سیارات غول‌پیکر دارای حیات باشند، اما به دلیل اینکه اتمسفر آنها محیط سختی دارد، جالب هستند و دمای برخی از آنها به حدود ۴۲۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

لوترینگر ادامه داد: ما همچنین فکر می‌کنیم که درک نحوه‌ رفتار سیارات غول گازی به طور کلی می‌تواند به ما در درک منظومه شمسی خودمان و نحوه شکل‌گیری آن کمک کند.

جیمز وب به دو دلیل اصلی در یافتن و مطالعه سیارات فراخورشیدی خوب عمل کرده است.

اول اینکه، آینه نسبتا بزرگ ۶.۴ متری آن قادر است فوتون‌های زیادی را برای مشاهده اجرام بسیار کم نور، مانند سیارات کوچک جمع‌آوری کند. لوترینگر توضیح داد: داشتن آینه بزرگ همچنین به این معنی است که می‌تواند اجسامی را که بسیار نزدیک به هم هستند شناسایی کند، که به طور ویژه هنگام جستجوی سیارات با تصویربرداری مستقیم، مفید است.

این محقق افزود که دومین مزیت جیمز وب این است که برای رصد کیهان در نور مادون قرمز طراحی شده است.

این بدان معناست که جیمز وب به کل منطقه‌ای از طیف الکترومغناطیسی حساس است که تلسکوپ‌های زمینی یا تلسکوپ فضایی هابل به آن حساس نیستند. منطقه مادون قرمز جایی است که ما می‌توانیم مولکول‌هایی مانند دی‌اکسیدکربن و متان را اندازه‌گیری کنیم.

بنابراین ترکیب این دو عامل است که جیمز وب را به چنین تاسیسات منحصر به فردی تبدیل می‌کند.

دستاوردهای جیمز وب از سیاره‌های فراخورشیدی یک امتیاز است

همه‌ علم سیارات فراخورشیدی جیمز وب درخشان است، اما جیمز وب در واقع برای مطالعه سیارات فراخورشیدی طراحی نشده بود. توانایی‌های آن فراتر از رصد جهان اولیه و دور، برای دانشمندان شگفت‌انگیز بوده است.

هدف اولیه جیمز وب شناسایی کهکشان‌های دوردست بود! اما معلوم شد که همان نوع تلسکوپی که در یافتن کهکشان‌های دوردست خوب است، دقیقا همان چیزی است که ما برای توصیف جو سیارات فراخورشیدی دور نیاز داریم.

اگرچه طراحی جیمز وب عمدتا توسط علم کهکشانی انجام شده است، لوترینگر کار مهندسان خود را ستایش می‌کند چرا که کار بزرگی را در گسترش علومی که تلسکوپ می‌تواند از طریق حالت‌ها و روزنه‌های مشاهده جدید انجام دهد، انجام داده‌اند؛ پیشرفت‌هایی که جامعه سیارات فراخورشیدی از آن حداکثر بهره را برده است.

لوترینگر می‌گوید: من فکر می‌کنم پیشرفت‌های کوچک زیادی وجود داشته است که به یک تغییر پارادایم در نحوه نگاه ما به برخی از این منظومه‌های سیاره‌ای منجر می‌شود.

وی گفت: اکنون می‌توانیم طیف‌های اندازه‌گیری‌شده این سیارات را به دست آوریم و تنها به گفتن این حرف اتکا نکنیم که «اینجا آب وجود دارد و دی‌اکسید کربن آنجاست»، بلکه می‌توانیم درباره فضای داخلی سیارات بیاموزیم. ما می‌توانیم ببینیم که آیا جو در حال مخلوط شدن است یا اینکه سیاره به طور جزر و مدی گرم شده است یا خیر.

اگرچه لوترینگر در ۱۰ برنامه تحقیقاتی جیمز وب شرکت داشته است و همچنین به عنوان نویسنده مشترک در ۲۰ مقاله ظاهر شده است، او مشکلی در انتخاب تحقیق مورد علاقه خود ندارد.

او می‌گوید: تحقیقات مورد علاقه من در مورد سیاره فراخورشیدی احتمالا برنامه Early Release Science در مورد WASP-۳۹b بوده است.

WASP-۳۹b جهانی به اندازه زحل با جرم کمتر از یک سوم جرم مشتری است که در فاصله ۷۵۰ سال نوری از ما قرار دارد.

داده‌های WASP-۳۹b از جیمزوب همچنین مجموعه‌ای از داده‌های منحصربه‌فرد را نشان می‌دهد؛ زیرا لاترینگر و همکارانش این سیاره را با تمام ابزارهای جیمز وب مشاهده کردند.

لاترینگر می‌گوید: در پایان، ما مواردی را در WASP-۳۹b پیدا کردیم که انتظارش را داشتیم مانند آب و دی‌اکسید کربن و چیزهایی پیدا کردیم که انتظارش را نداشتیم مانند دی‌اکسید گوگرد تولید شده به روش فتوشیمیایی.

در مورد آینده سیارات فراخورشیدی، لاترینگر توضیح داد که بسیار هیجان‌زده است و افزود: تاکنون، ما بر مطالعات سیاره به سیاره متمرکز بوده‌ایم، اما اکنون شروع به ساختن نمونه بزرگی از سیارات کرده‌ایم که به ما در مورد نحوه رفتار این سیارات اطلاعات می‌دهند.