«نمی‌دانم آیا تلسکوپ جیمز وب بار دیگر چنین ناحیه وسیعی را پوشش خواهد داد یا نه.»
ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بزرگ‌ترین نقشه کیهان اولیه را تا به امروز منتشر کرده‌اند؛ تصویری پانورامایی و شگفت‌انگیز از اعماق کیهان که هم برای دانشمندان کهنه‌کار و هم علاقه‌مندان به ستاره‌ها، دیدی بی‌نظیر از جهان باستانی فراهم می‌کند.
این تصاویر از برنامه‌ی COSMOS-Web به‌دست آمده‌اند، بزرگ‌ترین پروژه رصدی که جیمز وب در سال نخست فعالیت خود انجام داده است. این برنامه بخشی از آسمان را به وسعت سه قرص کامل ماه که در کنار هم قرار گرفته‌اند بررسی کرده — وسیع‌ترین میدان دیدی که تاکنون توسط جیمز وب ثبت شده است. در این پیمایش بیش از ۱۰٬۰۰۰ نوردهی با یکدیگر ترکیب شدند و نزدیک به ۸۰۰٬۰۰۰ کهکشان را آشکار کردند؛ بسیاری از آن‌ها متعلق به نخستین دوران‌های کیهان هستند.
در روز پنج‌شنبه، ۱۵ خرداد، گروه پژوهشی این پروژه، بزرگ‌ترین تصویر پیوسته‌ای را که تاکنون توسط جیمز وب ثبت شده، همراه با یک کاتالوگ تعاملی رایگان منتشر کرد. این کاتالوگ جزئیات ویژگی‌های هر کهکشان را در بر دارد — یک پرونده کیهانی وسیع و سرشار از اطلاعات ارزشمند.
دکتر «جی‌هان کارتال‌تپه» اخترفیزیک‌دان از مؤسسه فناوری روچستر نیویورک و پژوهشگر ارشد پروژه COSMOS-Web گفت:
«نمی‌دانم آیا تلسکوپ جیمز وب بار دیگر چنین ناحیه بزرگی را بررسی خواهد کرد یا خیر، و به همین دلیل فکر می‌کنم این مجموعه به‌عنوان یک مرجع مفید و منبع داده‌ای ارزشمند برای سال‌ها مورد استفاده قرار خواهد گرفت. امید ما این است که اکنون هر پژوهشگری در هر مؤسسه‌ای بتواند از این داده‌ها برای پژوهش‌های خود بهره ببرد.»
این مونتاژ تصویری از پروژه COSMOS-Web، نمایی از ۹ کهکشان را در طول تمام تاریخ کیهان نشان می‌دهد؛ از گوشه بالا سمت چپ تا پایین سمت راست به‌ترتیب: جهان کنونی، و سپس کهکشان‌هایی از ۳، ۴، ۸، ۹، ۱۰، ۱۱، ۱۲، و ۱۳ میلیارد سال پیش. (اعتبار تصویر: کارتال‌تپه، کیسی، فرانکو و تیم COSMOS-Web)
در زمان پرتاب جیمز وب در سال ۱۴۰۰، تیم جهانی COSMOS-Web شامل نزدیک به ۵۰ پژوهشگر از مؤسسات گوناگون در سراسر دنیا، بیش از ۲۰۰ ساعت زمان رصد دریافت کرد — بیشترین زمانی که در سال اول به یک پروژه اختصاص یافته بود. در حالی که بسیاری از مطالعات جیمز وب بر نواحی کوچک و عمیق آسمان تمرکز دارند، COSMOS-Web وسعت را در اولویت قرار داد و با ثبت گستره‌ای بزرگ‌تر، تعداد کهکشان‌هایی را که انتظار می‌رفت در این دوران‌های نخستین دیده شود، ده برابر بیشتر آشکار کرد.
مونتاژی از نه کهکشان که تمام تاریخ کیهان را در بر می‌گیرد؛ از جهان امروزی (بالا سمت چپ) تا ۱۰ میلیارد سال پیش (پایین سمت راست). (اعتبار تصویر: کارتال‌تپه، کیسی، فرانکو و تیم COSMOS-Web)
ماکسی‌میلیان فرانکو، پژوهشگر اخترفیزیک در دانشگاه هرتفوردشایر بریتانیا در بیانیه‌ای گفت:
«دیدن کهکشان‌هایی که پیش از این در طول‌موج‌های دیگر نامرئی بودند، فوق‌العاده بود. واقعاً رضایت‌بخش بود که سرانجام این اجرام را روی نمایشگرهای رایانه‌هایمان ببینیم.»
دید وسیع تلسکوپ جیمز وب به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهد نه تنها کهکشان‌های دور را فهرست کنند، بلکه بررسی کنند که ویژگی‌هایی مانند اندازه، شکل و درخشندگی آن‌ها چگونه تحت تأثیر محیط کیهانی‌شان قرار گرفته‌اند — مثلاً اینکه آیا در انزوا قرار دارند یا در نواحی متراکم. کارتال‌تپه می‌گوید:
«این اطلاعات بسیار زیادی درباره فرایندهای تحول آن‌ها در اختیار ما می‌گذارد.»
همراه با کاتالوگ، تیم COSMOS-Web مجموعه‌ای از مقالات علمی را نیز منتشر کرده‌اند. یکی از این پژوهش‌ها که چهارشنبه،۱۴ خرداد، در پایگاه arXiv قرار گرفت، به بررسی درخشان‌ترین کهکشان‌ها در مرکز خوشه‌های کهکشانی می‌پردازد و روند تکامل ساختار و فعالیت ستاره‌زایی آن‌ها را در طول ۱۲ میلیارد سال گذشته دنبال می‌کند.
تصویری از بخشی از آسمان در کاتالوگ تعاملی COSMOS-Web. (اعتبار تصویر: COSMOS-Web)
یکی از اهداف اصلی علمی این پروژه، نقشه‌برداری از نخستین ساختارها در دوران «یونش مجدد» بود — زمانی بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش که نخستین کهکشان‌ها شکل گرفتند و با تابش خود، مه هیدروژنی آغازین کیهان را کنار زدند. برای تحقق این هدف، تیم تحقیقاتی از کهکشان‌های اولیه به‌عنوان «ردیاب» استفاده کرده تا اندازه‌ی «حباب‌های یونش مجدد» را بسنجند — نواحی عظیمی که در آن‌ها نور ستارگان و کهکشان‌ها حفره‌هایی در مه کیهانی ایجاد کرده است.
کارتال‌تپه گفت:
«ما هنوز این بخش را کامل نکرده‌ایم، اما این هدف اصلی ما بود و بسیار برای آن هیجان‌زده‌ایم.»
پژوهشی دیگر که در همان روز در arXiv منتشر شد، یک تکنیک یادگیری ماشین را آزمایش می‌کند که می‌تواند ویژگی‌های فیزیکی کهکشان‌ها را در این مجموعه داده عظیم تخمین بزند. همچنین، تیم تحقیقاتی روش جدیدی برای اندازه‌گیری دقیق‌تر درخشندگی کهکشان‌های دوردست توسعه داده است. برخلاف روش‌های سنتی که فقط میزان نور در یک ناحیه ثابت را جمع می‌کنند، این روش نحوه پخش نور در سراسر کهکشان را مدل‌سازی می‌کند و در نتیجه امکان ترکیب دقیق‌تر تصاویر جیمز وب با داده‌های زمینی کم‌وضوح‌تر را فراهم می‌کند.
یک تصویر صفحه از بخشی از آسمان در کاتالوگ تعاملی COSMOS-Web. (اعتبار تصویر: COSMOS-Web)
سه مقاله دیگر به روند دقیق و زمان‌بر پردازش داده‌ها طی دو سال گذشته می‌پردازند؛ فرایندی دقیق که شامل هم‌ترازی و پاک‌سازی بیش از ۱۰٬۰۰۰ تصویر مجزا بود. به‌عنوان یک رصدخانه کاملاً جدید، جیمز وب چالش‌های پیش‌بینی‌نشده‌ای داشت. برخی از تصاویر تلسکوپ شامل نویزها و اعوجاج‌های غیرمنتظره بود که تیم باید با دقت آن‌ها را اصلاح می‌کرد.
با وجود این چالش‌ها، عملکرد JWST فراتر از مدل‌های پیش‌بینی‌شده پیش از پرتاب بود. کارتال‌تپه می‌گوید:
«واقعیت بهتر از انتظار بود — توانستیم از آنچه تصور می‌کردیم، عمیق‌تر نفوذ کنیم.»
او در پایان افزود:
«این کاتالوگ پتانسیلی خارق‌العاده دارد. هنوز چیزهای زیادی هست که نمی‌دانیم.»
دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش لرزه شناسی هستم. ژئوفیزیک به بررسی ابعاد زمین و اتفاقاتی مانند زلزله و لرزه هایی که توسط فعالیت انسان به‌وجود می‌آید، می پردازد. فعالیت در حوزه زمین و فضا از علاقه مندی ام است.
