تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST): أول مرصد فضائي مخصص لدراسة الكون المبكر

سيختص تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) حصريًا بعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء لدراسة الكون المبكر . وسيبحث عن إشارات ضوئية/تحت حمراء من النجوم والمجرات الأولى التي تشكلت في الكون بعد الانفجار العظيم مباشرةً، وذلك لفهم أفضل لتكوين المجرات وتطورها، وتكوين النجوم والأنظمة الكوكبية . كما سيدرس JWST الأنظمة الكوكبية وأصول الحياة. ومن المقرر الآن إطلاق تلسكوب JWST المنتظر بشدة في 18 ديسمبر 2021.

عادةً، يُوجّه التلسكوب نحو هدفٍ ما للمراقبة. لكن في بعض الأحيان، يُوجّه التلسكوب عمدًا نحو لا شيء، وهذا يُغيّر مسار مجالٍ من مجالات الدراسة. كان قرار توجيه تلسكوب هابل الفضائي نحو لا شيء في مناطق السماء غير المستكشفة سابقًا أحد هذه الأحداث التي غيّرت مسار علم الفلك.

من بين العديد من الإنجازات البارزة لتلسكوب هابل الفضائي (HST)، فإن صور المجال العميق التي التقطت على مدار 10 أيام في عام 1995 عندما التقط حوالي 3000 صورة للمجرات في مراحل مختلفة من التطور النجمي قد أحدثت ثورة في علم الفلك وغيرت فهمنا للكون.

تشكلت هذه الصور ذات المجال العميق بفعل الضوء الذي سافر من أبعد بقاع الكون لمليارات السنين الضوئية عبر الكون المتوسع، ووصل إلى الأرض ليلتقطه تلسكوب هابل ، بعد أن انبعث في الأصل من النجوم والمجرات الأولى التي تشكلت بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة، قبل حوالي 13 مليار سنة. وهكذا، مثّلت هذه الصور ذات المجال العميق النجوم والمجرات الأولى كما كانت عليه قبل مليارات السنين. لقد كان هذا إنجازًا رائعًا حقًا.

لكن هذه التقنية، المتمثلة في التقاط الإشارات الضوئية البدائية لفهم الكون المبكر ، لم تكن أداة منهجية فعالة، وذلك بسبب اكتشاف إدوين هابل عام ١٩٢٩ أن الكون يتوسع وأن جميع المجرات تتباعد عن بعضها، كما يتضح من انزياح طيف المجرات نحو أطوال موجية أعلى في منطقة الأشعة تحت الحمراء. إلا أن تلسكوب هابل مُجهز للرصد في نطاق الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يستدعي الحاجة إلى مرصد فضائي متخصص في الأشعة تحت الحمراء.

يُعدّ تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) خليفةً لتلسكوب هابل الفضائي ( HST )، إذ يهدف إلى مواصلة إرث هابل في دراسة الكون المبكر . وسيعمل JWST حصريًا في مجال علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء، وله أربعة أهداف رئيسية:

لهذه الأسباب، كان لا بد من أن يختلف تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عن تلسكوب هابل في التصميم والتشغيل. فهو تلسكوب عاكس مصمم لالتقاط الأشعة تحت الحمراء القريبة من الحقول فائقة العمق، مزود بمرآة كبيرة على شكل أوريغامي، مما يجعله أقوى بمئة ضعف من هابل . في الواقع، يُعد JWST أكبر تلسكوب فضائي على الإطلاق. وللحفاظ على حساسيته غير المسبوقة للأشعة تحت الحمراء، يتمتع JWST بحماية من التلوث بالأشعة تحت الحمراء القادمة من الشمس من خلال درع شمسي عالي الفعالية مكون من خمس طبقات. علاوة على ذلك، وللمساعدة في الحفاظ على درجة حرارة تشغيله المنخفضة للغاية، والتي تبلغ 50 كلفن (-223 درجة مئوية أو -370 درجة فهرنهايت)، سيُوضع JWST في مدار حول الشمس في ظل الأرض البارد طوال الوقت، بالقرب من نقطة لاغرانج الثانية (L2) لنظام الأرض-الشمس، على مسافة حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.

إن وضع تلسكوب جيمس ويب الفضائي بالقرب من مدار لاغرانج الثاني (L2) في نظام الشمس والأرض البعيد يعني أنه، على عكس تلسكوب هابل الذي خضع لعدة إصلاحات وصيانة في الفضاء ، سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي معزولاً تماماً بعد الإطلاق، وبالتالي لا مجال لأي خطأ على الإطلاق. ولعل هذا يفسر سبب تأجيل إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي بشكل شبه دائم.

والآن، من المقرر إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في 18 ديسمبر 2021.

اعتبارًا من 02 نوفمبر 2021، وصل تلسكوب جيمس ويب الفضائي بأمان إلى موقع إطلاقه في غويانا الفرنسية، ويستعد الفريق التقني للإطلاق في 18 ديسمبر.

*** 

مصادر:  

1. ناسا 2021. تلسكوب ويب – الطريق إلى الإطلاق وما بعده لجيمس ويب من ناسا الفضاء تلسكوب. تم النشر في 02 نوفمبر 2021. متاح عبر الإنترنت على https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/the-road-to-launch-and-beyond-for-nasa-s-james-webb-space-telescope  

2. ناسا. JWST - أسئلة عامة حول Webb. متاح على الإنترنت على https://www.jwst.nasa.gov/content/about/faqs/faq.html  

3. ناسا. JWST - حقائق أساسية. متاح على الإنترنت على https://jwst.nasa.gov/content/features/keyFactsInternational/ 

1. ESA. العلم والاستكشاف. ويب - رؤية أبعد. متاح على الإنترنت على https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb 

***