یکی از تازهترین اعضای این مجموعه، پروژهی «تصویر ماه ESA/Webb» است؛ برنامهای که تواناییهای فوقالعادهی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) را در ثبت تصاویر با وضوح بالا و حساسیت بینظیر به نمایش میگذارد.
در نسخهی این ماه، هشت تصویر شگفتانگیز از کهکشانهایی که توسط عدسیهای گرانشی بزرگنمایی شدهاند ارائه شده است. این کهکشانها در نخستین دورهی مشاهدات عمومی (Cycle 1 GO) وب رصد شدهاند و مطالعهی آنها دیدگاههای تازهای دربارهی کیهان اولیه و روند تحول کهکشانها در گذر زمان فراهم کرده است.
عدسیهای گرانشی؛ پیشبینی درخشان اینشتین
پدیدهی عدسی گرانشی نخستین بار توسط نظریهی نسبیت عام آلبرت اینشتین پیشبینی شد. این نظریه بیان میکند که گرانش، نتیجهی تغییر شکل فضا-زمان در اطراف اجرام پرجرم است. هنگامی که کهکشانها یا خوشههای کهکشانی در یک راستا با اجرام دوردستتر قرار گیرند، این خمیدگی فضا-زمان موجب میشود نور اجرام پسزمینه خم، کشیده یا چندبرابر شود.
در نتیجه، نور کهکشانهای بسیار دور به گونهای تغییر شکل مییابد که اخترشناسان بتوانند اجرامی را ببینند که در شرایط عادی قابل مشاهده نیستند. بسته به میزان و نوع همراستایی، این پدیده میتواند اشکال متفاوتی ایجاد کند: کمانهای نوری، حلقههای کامل موسوم به “حلقهی اینشتین”، یا چند تصویر از یک جرم واحد که به آن “صلیب اینشتین” گفته میشود.
برنامهی COSMOS-Web؛ نگاه ژرف به جهان آغازین
هشت کهکشان عدسیشدهی موجود در این مجموعهی تصویری، بخشی از برنامهی بزرگ COSMOS-Web هستند؛ طرحی عظیم با ۲۵۵ ساعت رصد مداوم که دادههایی از دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) و ابزار فروسرخ میانی (MIRI) تلسکوپ جیمز وب را ترکیب میکند.
این پروژه که با نام کامل بررسی منشأهای کیهانی JWST شناخته میشود، هدفش مطالعهی کهکشانهایی است که در دوران موسوم به «عصر یونش مجدد» (Epoch of Reionization) شکل گرفتهاند؛ یعنی حدود ۲۰۰ میلیون تا یک میلیارد سال پس از مهبانگ. در آن زمان، نخستین ستارگان و کهکشانها با تابش خود، هیدروژن خنثیِ سراسر کیهان را یونیزه کردند و باعث شدند جهان از حالت «تاریک» به وضعیت «شفاف» و قابل رؤیت برای ابزارهای امروزی درآید.
جستوجو برای عدسیها؛ از میان ۴۲ هزار کهکشان
اعتبار تصویر: ESA/Webb، NASA و CSA، G. Gozaliasl، A. Koekemoer، M. Franco
بر اساس دادههای این پروژه، پژوهشگران برنامهای فرعی با عنوان بررسی عدسیهای کیهانی COSMOS-Web (COWLS) اجرا کردند. آنها با بررسی چشمی بیش از ۴۲ هزار کهکشان، حدود ۴۰۰ جرم را به عنوان نامزدهای احتمالی عدسی گرانشی برگزیدند.
از میان آنها، هشت کهکشان منتخب برای تصویر ماه بهویژه چشمگیر بودند، چراکه بازهای وسیع از تاریخ کیهان را میان کهکشانهای عدسیکننده (پیشزمینه) و کهکشانهای عدسیشده (پسزمینه) پوشش میدادند.
کهکشانهای پیشزمینه در این تصاویر متعلق به دورهای میان ۲٫۷ تا ۸٫۹ میلیارد سال پس از مهبانگ هستند، در حالی که کهکشانهای پسزمینه در زمانهایی بسیار ابتداییتر از عمر کیهان وجود داشتهاند.
حلقهی وب و دوران تاریکی کیهان
در میان این تصاویر، کهکشان عدسیشدهای که در ردیف بالا و سمت چپ مرکز تصویر قرار دارد، با نام «حلقهی COSMOS-Web» شناخته میشود. این کهکشان زمانی وجود داشته که عمر جهان هنوز به یک میلیارد سال نرسیده بود؛ یعنی در میانهی دوران یونش مجدد.
این دوره، که اخترشناسان آن را «عصر تاریک کیهان» (Cosmic Dark Ages) مینامند، برای تلسکوپهای نوری معمولی غیرقابل مشاهده بود، اما جیمز وب با حساسیت بالای خود در فروسرخ توانسته آن را آشکار کند و تصویری از نخستین نسل کهکشانها به ما ارائه دهد.
در سمت راست همین تصویر، نمونهی دیگری از یک حلقهی اینشتین دیده میشود که کوچکتر و کمتر آشکار است. این سامانهی عدسیشده با نام COSJ100018+022138 پیشتر توسط تلسکوپ فضایی هابل نیز شناسایی شده بود، اما اکنون وب جزئیاتی بسیار دقیقتر از آن را نمایان کرده است.
کهکشان عدسیکنندهی بیضوی در پیشزمینه همان است که در حدود ۴ میلیارد سال پس از مهبانگ وجود داشته، در حالی که کهکشان آبیرنگِ پسزمینه مربوط به زمانی است که عمر جهان کمتر از ۲ میلیارد سال بود.
راز نقاط سرخ کوچک و چهرههای گوناگون کهکشانها
اعتبار تصویر: ESA/Webb، NASA و CSA، G. Gozaliasl، A. Koekemoer، M. Franco
برخی دیگر از کهکشانها در تصاویر به شکل کمانهایی نارنجیرنگ دیده میشوند، در حالی که گروهی دیگر به صورت اجرام فشرده و مایل به قرمز ظاهر شدهاند. اخترشناسان گمان میکنند این اجرام قرمز و کوچک، نمونههایی از پدیدهای باشند که «نقاط سرخ کوچک» (Little Red Dots – LRDs) نام گرفتهاند؛ اجرامی اسرارآمیز که جیمز وب برای نخستین بار آنها را آشکار کرد و از آن زمان تاکنون ذهن دانشمندان را به خود مشغول کردهاند.
این تصاویر نهتنها توانایی خارقالعادهی تلسکوپ جیمز وب را در آشکارسازی جزئیات بیسابقه از اعماق جهان نشان میدهند، بلکه یادآور هدف اصلی این مأموریت بزرگ هستند:
ردیابی سیر تحول کهکشانها و ساختار کیهان از نخستین لحظات شکلگیری تا عصر کنونی.
در مجموع، مجموعهی تازهمنتشرشده از سوی آژانس فضایی اروپا، جلوهای کمنظیر از همکاری علمی میان ESA و ناسا در پروژهی جیمز وب است. هر یک از این هشت تصویر، نه فقط اثری هنری از زیبایی کیهان، بلکه پنجرهای علمی به گذشتهی دور عالم محسوب میشوند — زمانی که نخستین نورها در تاریکی کیهان درخشیدن گرفتند.
به لطف این مشاهدات، اخترشناسان اکنون قادرند به پرسشهایی بنیادی دربارهی چگونگی تولد و تکامل کهکشانها پاسخ دهند؛ پرسشهایی که تا همین چند سال پیش، در سایهی تاریکی و ناشناختگی نهفته بودند.
