نسل جدیدی از دانشمندان برای هدایت تلسکوپ فضایی جیمز وب آماده می شوند


سوفیا روجاس او در حال صرف صبحانه با خانواده اش بود که بالاخره ایمیلی که مدت ها انتظارش را داشت به صندوق پستی اش رسید.

او از دفتر ماموریت علمی جیمز وب تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا بود و به او گفت که ۱۸ ساعت فرصت دارد تا تلسکوپ را فرماندهی کند.

روخاس، دانشجوی فارغ التحصیل در موسسه نجوم ماکس پلانک در هایدلبرگ آلمان می گوید: «دیوانه شدم. “من داشتم می پریدم. و خانواده ام متوجه نشدند.”

سردرگمی آنها قابل درک بود. مارس ۲۰۲۱ بود و وب هنوز راه اندازی نشده است.

اما حتی بر روی زمین، تلسکوپ مادون قرمز با آرایه چشمگیر آینه های شش گوش با روکش طلا چیز خاصی بود. این ابزار ۱۰ میلیارد دلاری برای جمع آوری ضعیف ترین نوری که از اولین ستاره ها و کهکشان ها می گذرد طراحی شده است.

روجاس قصد دارد بررسی کند که کهکشان های اولیه چگونه در آسمان توزیع شده اند و آیا ماده مرموز به نام ماده تاریک به شکل گیری جهان اولیه کمک کرده است یا خیر. او و تیمش وب را به طور تصادفی در سراسر آسمان هدایت می کنند و می بینند که چه چیزی می توانند پیدا کنند.

در مجموع ۱۱۷۲ پیشنهاد رصدی به موسسه علوم تلسکوپ فضایی یا STScI ارائه شده است که تلسکوپ جدید را اداره می کند. به گفته کریستین چن، ستاره شناس STScI، از بین این پروژه ها، ۲۸۶ پروژه برای اولین سال بهره برداری از آنها انتخاب شدند که حدود ۲۵ مورد توسط دانشجویان دکترا بود.

شش برابر بزرگتر و صد برابر قدرتمندتر از تلسکوپ فضایی هابل، توانایی وب برای رصد نور مادون قرمز به او اجازه می دهد تا غبار بین ستاره ای و طول موج های ساطع شده از جهان در حال انبساط فراتر از چشم انسان را ببیند.

روخاس می‌دانست که این قابلیت‌ها در آن زمان تلسکوپ‌ها را به یک کالای داغ تبدیل می‌کند. او گفت که پذیرش این پروپوزال «کمی سورئال به نظر می رسد»، «به خصوص به این دلیل که من فقط دکترای خود را می گیرم».

سوفیا روجاس بالای یک گیرنده سفید بزرگ با عینک آفتابی و کلاه سخت ایستاده است

سوفیا روجاس بالای یک گیرنده در Giant Array در نیومکزیکو ژست می گیرد.

(توسط سوفیا روجاس)

روهان نایدو امیدوار بود که از وب برای تز دکترای خود در مرکز اخترفیزیک هاروارد در کمبریج، ماساچوست استفاده کند. او گفت که برنامه تحصیلات تکمیلی خود را در سال ۲۰۱۷ آغاز کرده است و انتظار داشت که بتواند به داده های نظارتی دسترسی داشته باشد، “اما پس از آن یک تاخیر بزرگ و بزرگ رخ داد.”

زمانی که ناسا پیمانکار اصلی را برای ساخت تلسکوپ در سال ۲۰۰۳ انتخاب کرد، اولین بار نبود، تاریخ پرتاب هدف برای سال ۲۰۱۰ تعیین شد. این تلسکوپ چندین بار پیش از اینکه سرانجام در دسامبر از گویان فرانسه به بیرون پرواز کرد، تحت فشار قرار گرفت. ۲۵، ۲۰۲۱.

برای تز نایدو که در مورد تاریخچه راه شیری و نحوه جدا شدن و مکیدن کهکشان های دیگر برای رسیدن به اندازه فعلی آن بود، خیلی دیر بود. اما با توجه به اینکه وب اکنون برای تجارت باز است، می تواند در طرح اولیه خود برای مطالعه چگونگی شکل گیری اولین کهکشان ها چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ تجدید نظر کند. او قصد دارد قسمت خاصی از آسمان را که در آن کهکشان ها به وفور ظاهر می شوند، مطالعه کند.

او گفت که وب به ما می گوید: “اولین چراغ های جهان چه زمانی روشن شدند.”

انجام علم از فضا گران است. برای اینکه این پیشنهاد پذیرفته شود، دانشمندان باید صاحبان وب را متقاعد کنند که کار آنها با تلسکوپ های زمینی قابل انجام نیست.

Aliza Beverage، دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، چندین هفته به اجرای شبیه‌سازی‌ها پرداخت تا نشان دهد که مشاهداتی که او می‌خواست انجام دهد مربوط به کهکشان‌های باستانی بود که نور آن‌قدر ضعیف است که نمی‌توان به آن نفوذ کرد. جو زمین – نمی توان با تلسکوپ های رصدخانه WM Keck در هاوایی، بهترین جایگزین بعدی، این کار را انجام داد.

با هم همینطور بود گاوراو خار، که و تیمش چندین شب بی خوابی را صرف نوشتن یک پیشنهاد موفق برای استفاده از تلسکوپ وب به مدت بیست ساعت کردند.

خلار که اخیراً دکترای خود را در دانشگاه شیکاگو به پایان رسانده است، قصد دارد کهکشان های اولیه را برای تعیین سن آنها مطالعه کند. یکی از ابزارهای وب، طیف سنج مادون قرمز نزدیک، نور را برای تشخیص ردپای عناصری که به وفور در کهکشان های باستانی یافت می شود، تقسیم می کند.

Khollar که به عنوان محقق فوق دکترا در دانشگاه پیتسبورگ به کار خود ادامه خواهد داد، گفت: “هیچ ابزار دیگری وجود ندارد که به ما اجازه دهد طیف چنین کهکشان های اولیه را مطالعه کنیم.”

هدف آن کهکشانی به نام COOL J1241 + 2219 است که به نظر می رسد بسیار سریعتر از دیگر کهکشان های موجود در جهان جوان رشد کرده است.

الیزا در حالی که در مقابل یک تلسکوپ بزرگ در یک رصدخانه با سقف باز ایستاده نوشیدنی می نوشد

Aliza Beverage، یک دانشجوی کارشناسی ارشد در UC Berkeley، در رصدخانه بین آمریکایی NOIRLab Cerro Tololo در شیلی.

(با اجازه ی نوشیدنی الایزا)

از سوی دیگر، این نوشیدنی بررسی می کند که چرا برخی از کهکشان ها در آن روزهای اولیه مردند.

او گفت: «با نگاهی به بیش از ۱۰ میلیارد سال پیش، برخی کهکشان‌ها را می‌بینیم که مرده‌اند و دیگر ستاره‌ها را تشکیل نمی‌دهند. “آنها باید رشد کنند. گاز زیادی در اطراف آن وجود دارد، می تواند ستاره ها را تشکیل دهد، اما اینطور نیست. و این یک راز بزرگ است.”

در حالی که زمان رصد فقط برای گروه های نجومی اختصاص دارد، دسترسی به داده های وب به هیچ وجه انحصاری نیست. مجموعه ای از پروژه های علمی انتشار زودهنگام به جامعه نجوم کمک می کند تا فرآیند رصد تلسکوپ و تکنیک های تجزیه و تحلیل داده ها را درک کند و داده هایی را که تولید می کنند در دسترس عموم قرار دهد.

قیدار وادکی، که دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champaign است و در یکی از این پروژه ها مشارکت دارد. او گفت که چهار کهکشان را هدف قرار خواهد داد که “دو تای آنها بسیار غبارآلود و دو کهکشان غبارآلود نیستند و قبلاً توسط تلسکوپ فضایی هابل رصد شده اند.” مشاهدات دو مورد آخر برای کالیبره کردن عملکرد وب مورد استفاده قرار می گیرد، در حالی که کهکشان های غبارآلود به عنوان آزمایشی برای اینکه دید مادون قرمز آنها چقدر می تواند از طریق غبار ببیند استفاده خواهد شد.

قیدار فدکه در حالی که به یک صفحه با تصویر نگاه می کند با میکروفون صحبت می کند

Kedar Vadik در مورد تلسکوپ فضایی جیمز وب در یک نشست نجومی در Urbana-Champaign صحبت می کند. فدکه از این تلسکوپ برای مطالعه چهار کهکشان استفاده خواهد کرد.

(خواکین ویرا)

در حالی که وب می تواند اجرام را در فاصله میلیاردها سال نوری ببیند، در هر لحظه فقط می تواند بخش کوچکی از آسمان را ببیند. بیل نلسون، مدیر ناسا، آن را به دیدن یک دانه شن تشبیه کرد که در طول بازو نگه داشته شده است.

هدف COSMOS-Webb گسترش دید وب است. در ۲۰۸ ساعت، این پروژه قطعه ای از آسمان به نام COSMOS را به تصویر می کشد که سه برابر اندازه یک ماه کامل است.

نتایج به‌عنوان فهرستی برای ستاره‌شناسان دیگر منتشر خواهد شد، تلاشی که اولیویا کوپر، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تگزاس در آستین، به رهبری آن کمک می‌کند. او گفت که انتظار دارد تصاویر وب از COSMOS “سوالاتی را که قبلاً نداشتیم را باز کند، که هیجان انگیز است.”

کوپر و دیگران علم زیادی دارند که منتظر آن هستند و برای مدت طولانی در آینده. وب با حداقل اصلاحات مسیر نزدیک به یک میلیون مایل از زمین به مقصد خود رسید و سوخت کافی برای دوام ماموریت بیش از ۱۰ سالی را که در ابتدا امیدوار بود فراهم کرد.

ایوانی گفت مشاوران او بخشی از نسلی از ستاره شناسان هستند که شغلشان با اکتشافات انجام شده با تلسکوپ فضایی هابل شکوفا شده است.

او گفت: “من احساس می کنم بخشی از نسلی هستم که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب شناسایی می شود.”