في صباح عيد الميلاد قبل عامين، تلقى علماء الفلك وعشاق الفضاء الهدية التي كانوا ينتظرونها منذ 30 عامًا: إطلاق القمر الصناعي. تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، المسعى الأكبر والأكثر جرأة في العالم لاستكشاف أقدم النجوم والمجرات في الكون.
وفي هذا العام، واصل المرصد الفضائي تقديم صور مذهلة وقيمة علميًا للكون. فيما يلي نظرة على اكتشافات تلسكوب جيمس ويب الفضائي التي غيرت فهمنا للكون في عام 2023.
1. يلقي تلسكوب جيمس ويب الفضائي نظرة جديدة على نظامنا الشمسي
على الرغم من أن هدف تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو رؤية بعض النجوم الأولى و المجرات في الكون، نظرته الجديدة إلى نظرتنا النظام الشمسي لم يكن أقل من لالتقاط الأنفاس.
التقط هذه الصورة، في شهر أكتوبر، كشفت عن تيار نفاث عالي السرعة على كوكب المشتري، لم يسبق له مثيل على الرغم من أن عرضه يزيد عن 3000 ميل (4800 كيلومتر) ويتحرك بسرعة حوالي 320 ميلاً في الساعة (515 كم / ساعة).
والعودة في يونيو، حدد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثاني أكسيد الكربون في المحيطات السائلة المالحة لقمر المشتري الجليدي أوروبا لأول مرة. كما قدم المرصد الفضائي أ نظرة جديدة على زحل في هذه الصورة، والتي تلتقط النظام الحلقي الدقيق لعملاق الغاز وثلاثة من أقماره المعروفة البالغ عددها 146 قمرًا. يكون العملاق الغازي مظلمًا بشكل مخيف عند رؤيته من خلال عيون الأشعة تحت الحمراء لـ JWST، لأنه في هذا الطول الموجي، “يمتص غاز الميثان تقريبًا كل ضوء الشمس الساقط على الغلاف الجوي”. وفقا لوكالة ناسا.
كما التقط المرصد القوي هذه الصورة المذهلة من أورانوسوألمع أقماره و11 من حلقاته المغبرة الـ 13 المعروفة.
اقرأ المزيد هنا: يرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي تيارًا نفاثًا على كوكب المشتري أقوى من إعصار من الفئة الخامسة
2. يحتوي الكوكب الخارجي القريب على جزيئات وفيرة تدعم الحياة
في سبتمبر، اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب خارجي قريب إلى حد ما يسمى K2-18 b، والذي يدور حول نجم بارد على بعد 120 سنة ضوئية من الأرض وهو أكبر من كوكبنا ولكنه أصغر من الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي.
أشارت الملاحظات السابقة التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي إلى أن K2-18 b قد يكون “عالم Hycean”، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية يستضيف أجواء سميكة وغنية بالهيدروجين مع محيطات من الماء السائل تحته. تدعم الملاحظات الأخيرة التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي هذه الفرضية، حيث تُظهر البيانات الجديدة أدلة على وجود كميات وفيرة من الميثان وثاني أكسيد الكربون ولكن القليل من الأمونيا.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة سافاس كونستانتينو، عالم الفلك في جامعة كامبريدج، في بيان: “هذه النتائج هي نتاج ملاحظتين فقط لـ K2-18 b، مع وجود المزيد في الطريق”. “وهذا يعني أن عملنا هنا ليس سوى عرض مبكر لما يمكن أن يلاحظه ويب في الكواكب الخارجية في المنطقة الصالحة للسكن.”
اقرأ المزيد هنا: اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن سطح الكوكب الخارجي قد يكون مغطى بالمحيطات
3. اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أصغر جسم له حتى الآن
في شهر فبراير، كان العلماء سعداء بذلك اكتشاف JWST غير المتوقع لكويكب صغير جزءا لا يتجزأ من حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ والمشتري. مثل معظم سكان تلك المنطقة، يُعتقد أن الصخرة الفضائية، التي يبلغ ارتفاعها حوالي نصب واشنطن التذكاري، هي من بقايا تكوين النظام الشمسي، وبالتالي تحتوي على تاريخ محير حول تطوره.
من الصعب اكتشاف الكويكبات التي يقل طولها عن ميل باستخدام التلسكوبات الأخرى، لذلك أكد الاكتشاف على فائدة التلسكوب بالقرب من الأرض.
اقرأ المزيد هنا: عثر تلسكوب جيمس ويب الفضائي للتو على كويكب بالصدفة الكاملة، وهو أصغر جسم على الإطلاق
4. يجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي مجرات ضخمة وغامضة في الكون الوليد
وفي فبراير، أعلن العلماء اكتشاف مجرات ضخمة مثل مجرة درب التبانة تم نشرها عبر صور JWST للكون بعد 500 مليون إلى 700 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. مما تخبرنا به النظريات والنماذج الحالية، أن المجرات التي اكتشفها تلسكوب جيمس ويب الفضائي كبيرة جدًا، والنجوم الحمراء الناضجة فيها قديمة جدًا، لدرجة أن مؤلفي الدراسة قالوا إن الاكتشاف “يخلق مشاكل للعلم”.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة جويل ليجا، عالم الفلك في ولاية بنسلفانيا، في بيان: “إن ذلك يضع الصورة الكاملة لتكوين المجرة المبكر موضع تساؤل”.
اقرأ المزيد هنا: يكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي مجرات بعيدة هائلة لا ينبغي أن تكون موجودة
5. جدل محتدم حول معدل توسع الكون
نحن نعلم أن الكون يتوسع بمعدل متزايد، لكننا لا نعرف بالضبط مدى سرعته. لقد أصبحت القضية محل نقاش يتمحور حول تحديد القيمة الصحيحة لل ثابت هابلوهو رقم مهم لتقدير معدل توسع الكون. في الوقت الحالي، لا تتفق التقديرات النموذجية لثابت هابل مع القيم المستندة إلى ملاحظات التلسكوب.
هذا العام، رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي فئة من النجوم تعرف باسم المتغيرات القيفاوية، والتي عادة ما تكون نجومًا ضخمة أكثر سطوعًا بنحو 100 ألف مرة من الشمس، وهي المصدر الأكثر موثوقية لقياس المسافات الكونية (وبالتالي استنباط معدل توسع الكون). ولكن بدلًا من حل هذا الجدل، تم استخدام بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي فقط عمقت الجدل الدائر حول ثابت هابل.
قال آدم ريس، عالم الفلك في جامعة جونز هوبكنز والحائز على جائزة نوبل: “لا يهمني ما ستكون عليه قيمة ثابت هابل”. “أريد أن أفهم لماذا أفضل أدواتنا – أدواتنا القياسية الذهبية – لا تتفق مع بعضها البعض.”
اقرأ المزيد هنا: يعمق تلسكوب جيمس ويب الفضائي الجدل الكبير حول معدل توسع الكون
6. تسليط الضوء على الثقوب السوداء الأولى فائقة الكتلة
هذا العام، ساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي علماء الفلك على رؤية ضوء النجوم مبكرًا المجرات التي يعتقدون أنها ظهرت فيها واحدة من أولى الثقوب السوداء الهائلة. رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي المجرات كما كانت عندما كان عمر الكون أصغر من مليار سنة، موضحًا كيف تكتسب الثقوب السوداء، بمرور الوقت، كتلًا لا يمكن فهمها، غالبًا ملايين أو مليارات المرات من كتلة الشمس.
اقرأ المزيد هنا: يرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول ضوء نجمي من النجوم الزائفة القديمة في اكتشاف رائد
7. الجزيئات العضوية المعقدة في المجرة البدائية
وفي يونيو/حزيران، كشف علماء الفلك عن وجود تلسكوب جيمس ويب الفضائي الكشف عن جزيئات مثيرة للاهتمام تعتمد على الكربون، على غرار تلك الموجودة في رواسب النفط والفحم على الأرض، منذ أكثر من 12 مليار سنة، عندما كان الكون 10٪ فقط من عمره الحالي. وفي الفضاء، ترتبط هذه الجزيئات بحبيبات الغبار الصغيرة. لقد كان اكتشافها أمرًا صعبًا بسبب محدودية تلسكوباتنا. ومع ذلك، قال جاستن سبيلكر، عالم الفلك في جامعة تكساس إيه آند إم، لموقع Space.com: “يجعل ويب البحث عن الجزيئات العضوية أمرًا سهلاً للغاية”.
اقرأ المزيد هنا: يتجسس تلسكوب جيمس ويب الفضائي على أقدم الجزيئات العضوية المعقدة في الكون
8. نعم، مجرة مايسي هي من بين أقدم المجرات التي تم رصدها على الإطلاق
تُعرف هذه النقطة البرتقالية الضبابية، التي صورها تلسكوب جيمس ويب الفضائي في صيف 2022، باسم مجرة مايسي، وفي أغسطس 2023، أعلن علماء الفلك أنها واحدة من أقدم المجرات المكتشفة على الإطلاق. ويبدو أن هذه المجرة كانت موجودة عندما كان عمر الكون 390 مليون سنة فقط، مما يجعلها واحدة من أقدم أربع مجرات شوهدت على الإطلاق.
وقال مؤلف الدراسة ستيفن فينكلستين، عالم الفلك في جامعة تكساس في أوستن: “كانت هذه هي الحدود غير المكتشفة حيث لم نكن نعرف حقًا كيف تشكلت المجرات أو كيف تبدو حتى ذهبنا وبحثنا عنها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي”. موقع Space.com.
اقرأ المزيد هنا: يؤكد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن “مجرة مايسي” هي واحدة من أقدم المجرات التي تم رصدها على الإطلاق
9. أبعد ثقب أسود هائل على الإطلاق
وفي يوليو/تموز، أعلن علماء الفلك ذلك اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أبعد ثقب أسود فائق الكتلة نشطًا على الإطلاقوالتي تشكلت مجرتها المضيفة بعد 570 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. ومع ذلك، فإن هذا الثقب الأسود القديم له كتلة منخفضة بشكل محير، حيث تبلغ فقط 9 ملايين مرة كتلة الشمس. وعلى سبيل المقارنة، فإن معظم هذه الوحوش الكونية تزن أكثر من مليار كتلة شمسية. وقال الباحثون: “لا يزال من الصعب تفسير كيفية تشكله بعد وقت قصير من بداية الكون”.
اقرأ المزيد هنا: اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أبعد ثقب أسود نشط فائق الكتلة على الإطلاق
10. يعيد تلسكوب جيمس ويب الفضائي اكتشاف مجرة شبحية قديمة
JWST رؤية مجرة غامضة مغروسة في أعماق سحابة من الغبار لقد كان موضع اهتمام علماء الفلك مؤخرًا، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه ظهر بعد 900 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير، عندما ظهرت النجوم الأولى. لكن علماء الفلك مهتمون أيضًا بالدروس العلمية التي تنتظر هذه المجرة الكشف عنها، “من المحتمل أن تخبرنا أن هناك مجموعة كاملة من المجرات كانت تختبئ منا”، كما قال جيد ماكيني، عالم الفلك في جامعة تكساس في أوستن، في مقالة له. إفادة.
اقرأ المزيد هنا: يخترق تلسكوب جيمس ويب الفضائي الغبار ليجد مجرة شبحية قديمة
11. رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي 3 “نجوم مظلمة” أسطورية محتملة
وفي يوليو/تموز، أفاد علماء الفلك بذلك عثر تلسكوب جيمس ويب الفضائي على ثلاثة أجسام ساطعة يمكن أن تكون “نجومًا مظلمة،“إشارة إلى أغنية Grateful Dead “Dark Star.” تم تصنيف “النجوم” في الأصل على أنها مجرات بواسطة JWST في عام 2022.
وقالت كاثرين فريز، أستاذة الفيزياء بجامعة تكساس في أوستن، في بيان: “عندما ننظر إلى بيانات جيمس ويب، هناك احتمالان متنافسان لهذه الأجسام”. “أحدهما هو أنها مجرات تحتوي على ملايين النجوم العادية من الفئة III. والآخر هو أنها نجوم مظلمة. وصدق أو لا تصدق، يمتلك النجم المظلم ما يكفي من الضوء للتنافس مع مجرة كاملة من النجوم.”
يعتقد علماء الفلك أن هذه الأنواع من النجوم مدعومة المادة المظلمة، المادة المراوغة التي تشكل 85٪ من المادة في عالمنا ولكنها غير مرئية للتلسكوبات. يقول الباحثون إنه إذا كانت النجوم المظلمة موجودة بالفعل، فإن وجودها سيساعد في حل الملاحظات المحيرة حول كيفية نمو الكون الصغير جدًا ليستضيف العديد من المجرات الكبيرة كما لاحظها تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
اقرأ المزيد هنا: هل “النجوم المظلمة” الأسطورية موجودة بالفعل؟ تلسكوب جيمس ويب الفضائي يرصد 3 مرشحين
12. بدت المجرات الأولى مشابهة بشكل مدهش لمجرتنا درب التبانة
تنبأت نظريات تطور المجرات بأن المجرات الأولى في عالمنا كانت أصغر من أن تتباهى بأي سمات ملحوظة، مثل الأذرع الحلزونية أو القضبان أو الحلقات؛ يعتقد علماء الفلك أن هذه الهياكل الأكثر تعقيدًا بدأت في الظهور بعد حوالي 6 مليارات سنة من ظهورها الانفجار العظيم. لكن هذا العام، اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي ذلك من الممكن أن تكون المجرات ذات الأشكال الدقيقة هذه موجودة منذ 3.7 مليار سنة بعد الانفجار الكبير.
“بناءً على نتائجنا، يجب على علماء الفلك إعادة التفكير في فهمنا لتكوين المجرات الأولى وكيف حدث تطور المجرات على مدى الـ 10 مليارات سنة الماضية”، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة كريستوفر كونسيليسي، أستاذ علم الفلك في جامعة مانشستر في المملكة المتحدة. قال في بيان.
اقرأ المزيد هنا: يكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن المجرات القديمة كانت أكثر تنظيماً مما اعتقد العلماء