جیمز وب جزئیات چشم نواز یک کهکشان همسایه را نشان داد - پرسینا بلاگ

برنامه انتشار زودهنگام علمی (ERS) تلسکوپ فضایی جیمز وب که 12 جولای 2022 (21 تیر 1401) شروع شد، ثابت نموده است که گنجینه ای از یافته ها و پیشرفت های علمی را به همراه دارد.

ERS 1334 از این جمله است که به مطالعه جمعیت های ستاره ای مجزا (RST) می پردازد. این طبقه بندی به گروه های بزرگی از ستارگان اشاره دارد که به مقدار کافی به ما نزدیک هستند و می توان ستاره های منفرد آن ها را تشخیص داد، اما به مقدار ای دورند و تلسکوپ ها می توانند بسیاری از ستارگان آن ها را هم زمان در میدان دید داشته باشند.

یک نمونه خوب کهکشان کوتوله ولف-لوندمارک-میلوت (Wolf-Lundmark-Melotte) یا WLM در همسایگی راه شیری است که بر اساس مشاهدات جیمز وب در گذشته با کهکشان های دیگر برهم کنش نداشته است و موردی مناسب برای آنالیز نظریه های شکل گیری و تکامل کهکشان هاست.

ویژگی های WLM

کهکشان WLM تقریبا 3 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و هرچند از نظر نجومی بسیار نزدیک محسوب می گردد اما نسبتا منزوی است و ستاره شناسان به این نتیجه رسیده اند که در گذشته با اجرام دیگر تعامل نداشته است.

این در حالی است که دیگر کهکشان های کوتوله همسایه معمولا با راه شیری از نظر گرانشی درگیر شده اند و در حال ادغام با آن هستند. چنین حالتی مطالعه آن ها را دشوارتر می نماید زیرا جمعیت ستاره ها و ابرهای گازی آن ها را نمی توان به طور کامل از آنچه متعلق به راه شیری است، متمایز کرد.

WLM بعلاوه از نظر عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم، که در اوایل دنیا بسیار رایج بودند، بسیار تُهی است. عناصری مانند کربن، اکسیژن، سیلیکون و آهن که در هسته ستارگان اولیه تشکیل و با انفجار آن ها طی رویدادهای ابرنواختری در کیهان پراکنده شدند.

این کهکشان در طول تاریخ خود، شکل گیری ستارگان را هم تجربه نموده است و نیروی انفجارها به مرور این عناصر را به بیرون رانده است. این فرآیند تحت عنوان بادهای کهکشانی شناخته می گردد و در کهکشان های کوچک و کم جرم دیده شده است.

نگاه جیمز وب

حالا تصاویر نو وب واضح ترین نما را از WLM ارائه داده اند که امکان تمایز ستارگان و ساختارهای منفرد را فراهم می نماید. پیش از این ابزار دوربین آرایه فروسرخ (IAC) در تلسکوپ فضایی اسپیتزر (SST) هم این کهکشان را رصد نموده بود اما در مقایسه با جیمز وب، وضوح بسیار کم تری داشت.

کریستن مک کوئین (Kristen McQuinn) استادیار اخترفیزیک دانشگاه راتگرز در این زمینه گفت: می توانیم تعداد بی شماری از ستارگان را با رنگ ها، مقدار ها، دماها، سن ها و در مراحل مختلف تکامل ببینیم؛ ابرهای جالب گاز سحابی در کهکشان، ستاره های پیش زمینه با ساختارهای پراش جیمز وب و کهکشان های پس زمینه با ویژگی های منظمی مانند دم جزرومدی به خوبی در این تصویر زیبا دیده می شوند.

برنامه ERS 1334

بر پایه پیشرفت های تلسکوپ های فضایی از جمله اسپیتزر و هابل، تمرکز اصلی برنامه ERS 1334 مطالعه تاریخچه شکل گیری ستاره ها در کهکشان هاست. پژوهشگران با یاری ابزارهای دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) و طیف نگار بدون شکاف تصویربرداری فروسرخ نزدیک (NIRISS) روی جیمز وب، مشغول تصویربرداری عمیق چند باندی از سه سیستم ستاره ای مجزا در فاصله یک مگاپارسک (حدود 3.260 میلیون سال نوری) از زمین هستند.

این سیستم ها شامل خوشه کروی M92، کهکشان کوتوله فوق کم نور دراکو 2 (Draco II) و کهکشان کوتوله ستاره ساز WLM می شوند. به ویژه جمعیت ستارگان کم جرم WLM آن را جالب می نماید. عمر چنین ستارگانی بسیار طولانی است و بعضی از ستارگانی که امروزه در آنجا دیده می شوند، ممکن است در دوران اولیه کیهان شکل گرفته باشند. به گفته مک کوین با معین ویژگی های این ستاره های کم جرم مانند سن آن ها، می توان به درکی از آنچه در گذشته بسیار دور روی داده، رسید.

این روش مکمل چیزی است که با نگاه کردن به سیستم هایی می توان مشاهده کرد که نور آن ها شدیدا به سمت طیف سرخ جابه جا شده است و کهکشان ها را در زمان شکل گیری نشان می دهند.

هدف دیگر استفاده از کهکشان کوتوله WLM کالیبره کردن جیمز وب است تا قابلیت اطمینان آن برای مقدار گیری روشنایی ستارگان با دقت بسیار بالا آنالیز گردد. این کار به ستاره شناسان یاری می نماید تا بهتر از قبل مدل های تکامل ستاره ای را در طیف فروسرخ نزدیک آزمایش نمایند.

مک کوین و همکارانش بعلاوه در حال توسعه و آزمایش نرم افزار متن-باز و عمومی برای مقدار گیری روشنایی ستارگان تفکیک شده ای هستند که نیرکم از آن ها تصویربرداری نموده است. قرار است نتایج این پروژه پیش از فراخوان برای چرخه علمی دوم جیمز وب که از 27 ژانویه 2023 (7 بهمن 1401) شروع خواهد شد، منتشر می گردد.

جیمز وب کمتر از یک سال در فضا بوده است، اما کاملا توانمندی های خود را ثابت نموده است. منظره ها خیره نماینده کیهان شامل تصاویر میدان ژرف، مشاهدات بسیار دقیق از کهکشان ها و سحابی ها و طیف سنجی دقیق از جو سیاره های فراخورشیدی بخشی از فعالیت این ابزار قدرتمند علمی است. انتظار می رود پیش از سرانجام عمر 10 ساله برنامه ریزی شده، شاهد کشف های شگفت انگیز دیگری هم به وسیله آن باشیم.

منبع: Science Alert