الأسرار العلمية وراء تلسكوب جيمس ويب وما يتضمنه من خفايا لصور الكون

أهلا بك يا صديقي في هذة الرحلة! والتي  سنأخذك في جولة عبر الزمن، متجهين إلى ما يزيد عن مليون عام مضى، إلى نقطة قريبة من الانفجار العظيم.

مؤخراً، أصدرت وكالة ناسا NASA مجموعة جديدة من الصور للفضاء، تظهر النجوم والمجرات، وتصفها بأنها أفضل وأوضح صور للكون العميق في تاريخ البشرية.

تلسكوب جيمس ويب الفضائي

ما الذي يجعل تلسكوب جيمس ويب James Webb قويًا للغاية؟ هذه الصور الكونية التقطت بواسطة تلسكوب جيمس ويب، بعد أن اعتمدت وكالة ناسا سابقًا على تلسكوب هابل Hubble. لكن عند النظر إلى هذه الصور الجديدة، إذا سألت أي عالم أو متخصص في الفلك والفضاء، سيعبر لك عن إعجابه الشديد بهذه الصور.

لكن ما الذي يميز هذه الصور تحديدًا، ويجعلها تثير إعجاب المهتمين بعلم الفلك، خصوصًا علماء الفلك والفضاء؟ رغم أن الصور المشابهة قد تم التقاطها سابقًا بواسطة تلسكوب هابل، يبدو أن هذه المرة لن تعود الوكالة لاستخدام هابل مرة أخرى.

في هذه المقالة، سنتعرف معًا على أهم الصور التي تم التقاطها، بالإضافة إلى استكشاف الأسرار المخفية في كل صورة، ولماذا تُعتبر هذه الصور محط إعجاب الجميع. كما سنستعرض بعض المعلومات العامة في علم الفلك، مما سيساعدك على فهم الكثير من الصور التي سترى في المستقبل، إن شاء الله.

أهم المحاور التي سنتناولها:

1. مصطلحات مهمة
2. ما هو تلسكوب جيمس ويب؟
3. الفرق بين هابل وجيمس ويب
4. مقارنة بين صور هابل وويب
5. تحليل صور تلسكوب جيمس ويب

ابعت رسالتك التسويقية على الواتساب لعملائك بضغطة زر 🎯

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

مصطلحات هامة في البداية

• العدسة الأولية: هي العدسة الرئيسية في التلسكوب، تعمل على استقبال الضوء القادم من الفضاء مباشرةً.

• العدسة الثانوية: هي عدسة أصغر تقع أمام العدسة الأولية، وظيفتها هي استقبال الضوء المنعكس من العدسة الأولية وإرساله إلى مركز تحليل الصور.

• الطول الموجي: هو قياس لطول الموجة، حيث تتكون الموجة من قُبَب وقِيَعان. المسافة بين كل قبة وأخرى أو بين كل قاع وآخر تُسمى الطول الموجي.

• السديم: هو سحابة غازية تتكون بشكل رئيسي من غازي الهيدروجين والهيليوم.

• البصمة الضوئية: هي بصمة فريدة تختلف من ضوء لآخر، بناءً على الجسم الذي انبعث منه هذا الضوء أو الذي مرَّ من خلاله.

ما هو تلسكوب جيمس ويب؟

تلسكوب جيمس ويب هو تلسكوب فضائي متخصص في التقاط الأشعة تحت الحمراء التي تصدرها الكواكب والمجرات، مما يمنحه القدرة على الحصول على صور متفوقة مقارنةً بتلك الناتجة عن الاعتماد فقط على الضوء المرئي من النجوم والمجرات.

وفقًا لقانون الجسم الأسود، أي جسم ترتفع حرارته عن الصفر المطلق (0 درجة مئوية) يقوم بإصدار الأشعة تحت الحمراء. وباستخدام أجهزة متخصصة، يمكننا استخدام هذه الأشعة كبديل قوي للضوء المرئي العادي، مما يساعدنا في الحصول على صور بأبعاد وخصائص متنوعة، وهو ما سيمكننا من حل العديد من الألغاز واستكشاف أسرار الكون، وسنوضح ذلك بالتفصيل لاحقًا.

الفرق بين هابل وجيمس ويب

مقارنة بين التلسكوبات

دعونا نستعرض الفرق بين تلسكوب هابل وتلسكوب جيمس ويب، حيث سنتعرف على طريقة عمل كل منهما، وأسس التقاط الصور، ونحدد أيهما الأفضل من الآخر.

لنبدأ بتلسكوب هابل:

تلسكوب هابل

• الطول: 13.2 متر
• قطر العدسة الأولية: 2.4 متر
• مكان العدسة الثانوية: داخل التلسكوب
• الاعتماد في الصور: الضوء المرئي مثل رؤية العين البشرية (Visible Light)

تلسكوب جيمس ويب

• الطول: 22 متر
• قطر العدسة الأولية: 6.5 متر
• مكان العدسة الثانوية: خارج التلسكوب
• الاعتماد في الصور: موجات تحت الحمراء (Infrared Light) - التي لا تستطيع العين البشرية رؤيتها

عند وصول الصورة إلى مركز المعالجة، يتم معالجتها برمجيًا، مما يسمح لنا برؤيتها على الكمبيوتر كأنها صورة عادية. تتميز الصور الناتجة من التلسكوبات بجودة عالية، مما يتيح لنا الاطلاع على كيفية ظهور الصورة على الشاشة.

بعد إجراء هذه المقارنة البسيطة بين إمكانيات كل تلسكوب، يتبادر إلى الذهن سؤال مهم: من هو التلسكوب الأفضل بين الاثنين؟

الجواب: تلسكوب جيمس ويب.

لكن لماذا يُعتبر جيمس ويب متفوقًا؟ دعني أشرح لك...

لنبدأ بتناول التفاصيل من خلال استخدام عين الإنسان كمعيار محايد. تستطيع عين الإنسان رؤية نطاق الضوء المرئي الذي يتراوح عادةً بين 400 و700 نانومتر (النانومتر هو جزء من مليار من المتر 10−910^-910−9).

لذلك، يمكن لتلسكوب هابل رؤية الأجسام التي تنبعث منها أو ينعكس عليها الضوء ضمن هذا النطاق. ومع ذلك، لا تستطيع عين الإنسان رؤية أي موجة أو ضوء طولها الموجي أكبر من 700 نانومتر أو أقل من 400 نانومتر في الظروف العادية.

عند النظر في تلسكوب جيمس ويب، نجد أنه يعتمد على الأشعة تحت الحمراء، التي يكون طول موجتها أكبر من الضوء المرئي.

قناة Torr Security School لتعلم أمن المعلومات

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

فوائد استخدام الأشعة تحت الحمراء

ماذا يعني ذلك بالنسبة لنا؟ باختصار، هناك عوامل عديدة تؤثر على طبيعة الموجات وخصائصها عند مرورها عبر أجسام مختلفة (ماء، صلبة، شفافة، شبه شفافة، إلخ). ومن بين هذه العوامل، نجد النفاذية، وهي قدرة الموجة على النفاذ من سطح جسم ما.

كلما زاد الطول الموجي للموجة، زادت النفاذية، مما يسهل رؤية الأجسام بوضوح.

هذا الأمر مهم جدًا للتلسكوبات الحديثة، حيث إن النجوم غالبًا ما تكون محاطة بغلاف من الغازات الملونة، مما يعوق رؤية التفاصيل الدقيقة لما يحدث داخل هذه الغازات.

سنعود إلى الصور التي سنقوم بتحليلها لاحقًا لنرى كيف أن استخدام الأشعة تحت الحمراء ساعدنا في رؤية ما يحدث خلف هذه الغازات، مما أتاح لنا رؤية نجوم ومجرات لم نرها من قبل.

مقارنة بين صور هابل وويب

هنا سنعرض صورًا قديمة تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل وصورًا حديثة تم التقاطها بواسطة تلسكوب جيمس ويب.

1. سديم كارينا (Carina Nebula)

في الصورة العلوية، نجد الصورة الملتقطة بواسطة تلسكوب جيمس ويب، بينما الصورة السفلية مأخوذة بواسطة تلسكوب هابل. عند المقارنة، نلاحظ أن الصورة السفلية تظهر وجود كمية كبيرة من الغازات داخل السديم، حيث يظهر عدد قليل من النجوم التي تشكلت بالفعل. في المقابل، تظهر الصورة من جيمس ويب العديد من النجوم الصغيرة التي لم تكن مرئية في الصورة السابقة.

حجب السديم الغازي الرؤية عن ولادة نجوم جديدة داخله. ومع استخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء، استطاع تلسكوب ويب كشف المجسمات المخفية خلف هذا السديم الغازي، على عكس الضوء المرئي الذي لم يكن قادرًا على اختراقه.

2. سديم الحلقة الجنوبية (Southern Ring Nebula)

في الصورة اليسرى، لدينا صورة من تلسكوب هابل، بينما الصورة اليمنى مأخوذة من تلسكوب جيمس ويب. يمكننا أن نرى بوضوح وجود نجمين في مركز الغازات المنتشرة، مما يكشف أن هناك نجمين وليس نجمًا واحدًا كما تم تصوره سابقًا.

هذه الرؤية الجديدة تغير الكثير من النظريات السابقة التي قد تكون قائمة على صور هابل، حيث تكشف الصورة الحديثة من جيمس ويب عن مرحلة دمج بين نجمين، بينما كانت النظريات السابقة تشير إلى احتمال انفجار نجم واحد، مع العلم أن الصور تم التقاطها بفارق زمني بسيط.

تحليل صور تلسكوب جيمس ويب

سنستعرض الآن بعض الصور الملتقطة من تلسكوب ويب ونحللها لنستخرج منها معلومات قيمة ونتعرف على سبب اهتمام العالم بهذه الصور بشكل خاص.

1. سديم كارينا (Carina Nebula)

هذه الصورة تحديدًا كانت الأقرب إلى قلبي، ولم أستطع فهم سبب تفوقها على نظيرتها التي تم التقاطها من تلسكوب هابل. لكن بعد إجراء بعض الأبحاث، اتضح لي مدى جمال وعظمة الخالق سبحانه وتعالى، وما لم أتوقع أن أجده من قبل في صورة أو كائن.

الصور الملتقطة بواسطة تلسكوب جيمس ويب لا تكشف لنا فقط عن الجمال البصري، بل تفتح لنا أبوابًا لفهم أعمق عن الكون وظواهره، مما يعزز من تقديرنا للتنوع والجمال الكامن في عالمنا.

أترى هذا السديم..؟

نعم، تلك السحابة الغازية.!

في الصور الماضية المأخوذة بواسطة تلسكوب هابل، لم نكن نرى النجوم الصغيرة الموجودة خلفها. ولكن الآن، بفضل تلسكوب جيمس ويب، نرى بوضوح النجوم التي خلف هذا السديم، مما يكشف لنا أسرارًا جديدة لم نكن نعرفها من قبل.

هذا السديم يتكون أساسًا من مجموعة من الغازات، معظمها هي الهيدروجين والهيليوم. يعمل الهيدروجين دورًا مهمًا في إصدار الضوء والحرارة من النجوم، مثل شمسنا. عندما يجذب النجم جزيئات الهيدروجين نحوه، يتكون ضغط هائل بسبب الجاذبية، مما يؤدي إلى اتحاد ثلاث جزيئات من الهيدروجين لتكوين جزيء هيليوم.

سؤال مهم: إذا كان جزيء الهيليوم يتكون من اتحاد جزيئين من الهيدروجين، فكيف ينتج الهيليوم نتيجة دمج ثلاث جزيئات هيدروجين؟
الإجابة بسيطة: الناتج من اتحاد الثلاثة هو هيليوم + حرارة + ضوء. وهذا يفسر سبب شعور النجوم بالحرارة وإصدارها الضوء.

4H→He+2e⁺+2ν_e​+Energy

العملية مشابهة جدًا لولادة النجوم، حيث يمكن أن تؤدي سحابة غازية كبيرة تحت ضغط إلى تكوين نجوم جديدة، كما يتضح في الصورة.

تحليل الصورة

لاحظ الصورة التالية باهتمام:

هل ترى هذا الانحناء في السديم؟ هذا ليس مجرد صدفة! الانحدار يشير إلى أن كثافة ما بداخل السديم أقل من كثافة ما هو خارجه. الجزء العلوي من الصورة يحتوي على كثافة نجوم أعلى وحجم أكبر. وهذا يعني وجود أشعة فوق بنفسجية أكثر وحرارة أعلى، مما يؤدي إلى طرد الغازات بعيدًا عن النجوم.

كل هذه العوامل تسهم في ضغط الغازات وتجميعها في المنطقة السفلى من الصورة. كما قلنا، ضغط + غازات = نجوم. هذا ما يحدث داخل السديم بالفعل، حيث تتجمع الغازات نتيجة طردها من النجوم الكبيرة في الجزء العلوي، مما يؤدي إلى تجاذب بينها بسبب قوانين الكتلة في الفراغ، وبالتالي تتجمع تدريجيًا لتكون النجوم.

إذا لاحظت في النصف السفلي، سترى نجومًا صغيرة جدًا مقارنة بالنجوم في النصف العلوي. هذا يؤكد أهمية هذا السديم الغازي في ولادة النجوم. في صورة تلسكوب هابل القديمة، لم نتمكن من رؤية معلومات مؤكدة عن ولادة النجوم، حيث كانت مجرد نظريات. لكن بعد هذه الصورة، أصبح بإمكاننا رؤية مراحل تكوين النجوم الحقيقية وإثبات النظرية.

أحببت هذه الصورة حقًا بسبب الأسرار والكنوز التي تحملها والتي لم نكن نشهدها من قبل.

قناة Torr Security School لتعلم أمن المعلومات

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

سديم الحلقة الجنوبية (Southern Ring Nebula)

تعتبر هذه الصورة من الصور التي تثبت لنا نظريات دمج النجوم. هناك نظرية تقول إن النجوم تنجذب إلى بعضها البعض، وأن النجم الأكبر يجذب النجوم الأصغر. عند دمج النجوم، يتكون نجم أكبر في النهاية مع خروج الضوء والحرارة والغازات نتيجة هذا الدمج. كانت هذه النظرية أساسية في تصنيع القنبلة الهيدروجينية.

في الصورة، ترى في مركز هذا الجسم الدائري الكبير نقطتين ملونتين: النقطة اليمنى زرقاء واليسرى حمراء. هذا يعني أن النجم الأزرق أشد حرارة من النجم الأحمر.

وجود هذين النجميين بجانب بعضهما مع كمية الغازات المتولدة يظهر لنا نوعًا من التفاعل الهائل، إما انفجارًا أو دمجًا للنجوم، وهو ما لم يكن موجودًا في صورة تلسكوب هابل السابقة.

لاحظ أن النجمين موجودان بالفعل معًا، مما يعني أنهما لم ينفجرا بل اندمجا. ونتاج هذا الاندماج هو حرارة هائلة وضوء وغازات.

في الصورة، كلما اقتربت من المركز، زاد اللون الأزرق، مما يدل على ارتفاع درجة الحرارة. وبالابتعاد، يتناقص اللون إلى الأحمر، مما يعني انخفاض الحرارة.

هذه الرؤى الجديدة تعزز فهمنا لعمليات تكوين النجوم وتفاعلاتها، مما يجعل هذه الصور مثيرة للإعجاب ودليلًا على عظمة الكون.

في الصورة الثالثة، المعروفة باسم SMACS 0723، نكتشف العديد من الحقائق المثيرة التي تتعلق بكوننا، وإليك أبرز ما يمكن استخلاصه من هذه الصورة:

1. عدد النجوم الهائل:

الصورة تحتوي على عدد هائل من النجوم، وهو ما يعكس وفرة الأجسام السماوية في الكون. هذا العدد الكبير يعكس التنوع والتعقيد في البنية الكونية.

2. الانحناء الزمني:

كما ذكرت، يظهر في الصورة وجود بعض المجرات المنحنية، وهذا يشير إلى تأثيرات الجاذبية على الضوء. يُعرف هذا التأثير باسم عدسة الجاذبية، حيث ينحني الضوء الصادر عن الأجسام البعيدة بسبب تأثير جاذبية الأجسام الأقرب، مما يجعل المجرات تبدو مشوهة أو منحنية.

3. عمر الصورة:

عندما تقول إن عمر هذه الصورة هو 4.5 مليار سنة ضوئية، فهذا يعني أن الضوء الذي نراه في هذه الصورة قد استغرق 4.5 مليار سنة ليصل إلينا. وهذا يثير الدهشة لأنه يقربنا من بداية الكون، مما يساعدنا على فهم كيفية تشكل المجرات والنجوم في الماضي البعيد.

4. الزمان والمكان:

النظرية التي تتحدث عن ارتباط الزمان والمكان (الزمكان) تلقي ضوءاً على كيفية تفاعل الضوء مع الأجسام الكبيرة في الفضاء. يتفاعل الضوء مع الجاذبية بطرق تؤدي إلى انحناء مساراته، وهذا ما يمكننا من رؤية المجرات بشكل مختلف عما نتوقعه.

5. المجرات المتطابقة:

الجزء المدهش في الصورة هو أن هناك مجرات يُعتقد في البداية أنها مجرتان منفصلتان، ولكن بعد استخدام تقنية "بصمة الضوء"، تم اكتشاف أنها في الحقيقة مجرة واحدة. وهذا يعكس قدرة العلماء على استخدام التقنيات المتقدمة لتحليل الكون.

النقطة المدهشة:

عندما نتحدث عن كون عمره 13.77 مليار سنة، ونعثر على ضوء يبعد 4.5 مليار سنة ضوئية، فإن هذا يعني أننا ننظر إلى مرحلة مبكرة من تاريخ الكون. هذا يعزز فهمنا لكيفية نشوء المجرات وتطورها على مر العصور، ويظهر كيف أن علم الفلك يمكن أن يكشف لنا عن أسرار الكون بطريقة لم نكن نتخيلها من قبل.

قناة Torr Security School لتعلم أمن المعلومات

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

خلاصة:

هذه الصورة ليست مجرد عرض بصري للنجوم والمجرات، بل هي نافذة على التاريخ الكوني. تكشف لنا عن العمليات المعقدة التي شكلت الكون كما نعرفه اليوم، وتفتح أمامنا آفاق جديدة من الفهم والاستكشاف في مجال علم الفلك.

ما تتحدث عنه حول اكتشاف النجوم والكواكب في الكون، خاصة مع تلسكوب جيمس ويب، هو حقًا مذهل ويعكس التقدم الكبير في علم الفلك. دعني أستعرض النقاط الرئيسية التي ذكرتها وأهميتها:

1. النجم الأقدم والأبعد:

• النجم الأحمر الصغير الذي رأيته في دائرة اللون الأصفر، والذي يُعتقد أنه الأقدم والأبعد عنّا، يُعد اكتشافًا مذهلاً. إن كونه يبعد 13.1 مليار سنة ضوئية يعني أنه يُظهر لنا لمحة من الكون في مرحلة مبكرة جدًا بعد الانفجار العظيم، مما يُعطينا معلومات قيمة حول كيفية تطور الكون.

2. فهم بداية الكون:

• هذه الاكتشافات تساعد العلماء في فهم اللحظات الأولى من عمر الكون، والتي تظل موضوعًا للبحث والنقاش. إمكانية دراسة ضوء من هذه الفترة المبكرة قد تساعد في إثبات أو نفي بعض النظريات حول كيفية نشوء الكون.

3. كوكب WASP 96b:

• الصورة التحليلية لكوكب WASP 96b تعكس تقدمًا كبيرًا في علم الكواكب. على الرغم من أن درجة حرارته عالية جدًا (حوالي 800 درجة مئوية)، إلا أن وجود بصمات الضوء لبخار الماء يشير إلى إمكانية وجود ماء، مما يفتح المجال لاحتمالية وجود حياة في أشكال أخرى.

4. تحليل الكواكب:

• قدرة تلسكوب جيمس ويب على تحليل الغلاف الجوي للكواكب واكتشاف بصمات الماء تعني أننا قد نقترب من فهم أكثر دقة حول وجود الحياة خارج كوكب الأرض. هذه النقاط تُعزز من الأمل في اكتشاف كواكب أخرى قد تحتوي على ظروف ملائمة للحياة.

5. ثورة في علم الفلك:

• الاستخدام الفعّال لتلسكوب جيمس ويب يفتح أفقًا جديدًا لدراسة الفضاء، ويُظهر كيف يمكن للتكنولوجيا الحديثة أن تعزز من معرفتنا بعالم الفضاء. هذه التقنية تمنحنا القدرة على مراقبة الكواكب والمجرات بشكل لم يكن ممكنًا من قبل، مما يسهل فهمنا للكون.

قناة Torr Security School لتعلم أمن المعلومات

للإعلان على موقع عطاء : إضغط هنا

ختاما،

الاكتشافات التي تمت بواسطة تلسكوب جيمس ويب تعكس جهد العلماء المستمر لفهم الكون من حولنا. من النجوم البعيدة إلى الكواكب المحتملة للسكن، كل هذه المعلومات تُعد جزءًا من رحلة الإنسان في استكشاف الفضاء ومعرفة أسراره. كل اكتشاف جديد يضيف إلى قصتنا عن الكون ويشجع على المزيد من البحث والاكتشاف.