تلسکوپ فضایی جیمز وب چگونه کیهان اولیه را مطالعه می‌کند؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب ماموریت‌های علمی خود را از تابستان آینده آغاز می‌کند و قدرتمندترین تلسکوپ فضایی خواهد بود که مسیر جدیدی را برای مطالعات نجومی ایجاد خواهد کرد. حالا تیم مرکز کنترل ماموریت وب در موسسه علمی تلسکوپ فضایی (STScI) اطلاعات بیشتری درباره نحوه عملکرد تلسکوپ فضایی جیمز وب و ثبت اولین کهکشان‌های جهان منتشر کرده است.

از آنجایی که نور برای طی کردن مسافت‌های نجومی به زمان زیادی نیاز دارد، هر چه از زمین به دوردست‌ها نگاه کنیم، به زمان اولیه تکامل کیهان خواهیم رسید. تلسکوپ وب می‌تواند از هر زمان دیگری کهکشان‌های دورتری را ببیند و حالا محققان می‌توانند نیم نگاهی به مراحل اولیه کیهان بیندازند. به علاوه، وب با بررسی ترکیبات شیمیایی این ستاره‌ها و کهکشان‌های اولیه با ابزار نیراسپک (NIRSpec) می‌تواند از اتفاقات چند دقیقه بعد از مهبانگ خبردار شود. این ابزار یک طیف‌سنج یا اسپکترومتر است که می‌تواند با مطالعه نور اجرام ترکیبات شیمیایی آن‌ها را به دست آورد.

کیهان اولیه

ترکیبات شیمیایی کیهان اولیه حاصل فرایندهای هسته‌ای چند دقیقه پس از وجود تمام جهان است. این فرایندها به هسته‌زایی اولیه (Primordial Nucleosynthesis) شناخته می‌شوند و بیش‌بینی می‌کند که ترکیبات شیمیایی کیهان اولیه بیشتر اتم‌های هیدروژن و هلیم بوده است و فقط ردپایی از عناصر سنگین‌تر دیده می‌شد که بعدها ستاره‌ها را تشکیل داد. این پیش‌بینی‌های مدل مهبانگ داغ (hot Big Bang) با رصدهایی که تاکنون انجام شده است، تطابق دارد و یکی از مهم‌ترین شواهد تایید این مدل به شمار می‌رود.

حالا تلسکوپ فضایی جیمز وب به دنبال این ستاره‌های پیر می‌گردد تا پیش‌بینی‌های مهبانگ را برای بار دیگر بررسی و صحت آن را تایید کند. اولین ستاره‌های کیهان با این ترکیبات اولیه به وجود آمدند و یافتن آن‌ها یکی از مهم‌ترین تاییدیه‌های مدل کیهانی کنونی ماست. این ستاره‌ها، ستاره‌های ابتدایی یا ستاره‌های جمعیت سه (Population III stars) نیز شناخته می‌شوند. با این حال، ممکن است وب نتواند این ستاره‌ها را به صورت مستقل تشخیص دهد، اما می‌تواند کهکشانی را که شامل این نوع ستاره‌ها می‌شود، پیدا کند.

یکی از اولین اجرامی که وب آن را رصد می‌کند، کهکشان MACS1149-JD است که یکی از دورترین کهکشان‌هایی است که تاکنون کشف شده است. محققان می‌توانند با داده‌های وب چگالی عناصر سنگین‌تر موجود در این کهکشان را اندازه‌گیری کنند و از وجود این ستاره‌های ابتدایی خبر دهند.