نخستین شاهکار یک تلسکوپ با نمک

جیمز وب مرزها را جا‌‌به‌جا ‌می‌کند

410 سال قبل، زمانی که گالیله با تلسکوپ دست‌ساز خود به ماه نگاه و به سختی نقشه‌ای از سطح ماه ترسیم کرد، حتی تصورش را هم نمی‌کرد ‌که در چهار سده آینده، انسان‌ها شاهد حقایقی از میلیاردها سال قبل کیهان باشند. هیچ دانشمندی تا پیش از این در دورترین تصورات خود ظهور یک ابرتلسکوپ غول‌پیکر فضایی که قادر است چندین میلیارد بار قوی‌تر از چشم انسان به آسمان بنگرد را تصور نمی‌کرد. تصویری که دیروز 21 تیرماه 1401 از یک ابرخوشه کهکشانی در صورت فلکی ماهی پرنده گرفته شد، نتیجه سه دهه تلاش مهندسان، صنعتگران و کیهان‌شناسانی است که با ارتشی از جدیدترین فناوری‌ها به استقبال سیاهی فضا رفته‌اند. در نخستین تصویر جیمز وب تعداد انگشت‌شماری ستاره وجود دارد. دیگر نقاط موجود در این تصویر، هرکدام مجموعه‌ای از صدها میلیون ستاره هستند. به‌بیان دیگر، هر نقطه در این تصویر نماینده‌ای از میلیاردها ساختار شبیه منظومه شمسی است. این خوشه کهکشانی با نام SMAC 0723 در فاصله 5/4 میلیارد سال نوری از ما قرار دارد و درحقیقت نور این کهکشان‌ها زمانی در کیهان منتشر شده که سیاره زمین هنوز به وجود نیامده بود. اما این تازه شروع ماجراست! ممکن است کمی برای شما عجیب باشد که چطور ممکن است ما به گذشته نگاه کنیم. برای درک بهتر این موضوع باید سراغ سرعت نور برویم. ذرات نور در هر ثانیه 300هزار کیلومتر را طی می‌کنند. به این معنا که شما با سرعت نور می‌توانید در یک ثانیه از تهران، 150 بار به مشهد رفت‌وبرگشت سفر کنید. با این سرعت سرسام‌آور تا خورشید 8 دقیقه طول می‌کشد. درواقع ما به دلیل محدودیت سرعت نور، تصویر 8 دقیقه قبل خورشید را می‌بینیم. این در حالی است که بسیاری از ستارگان با ما هزاران سال نوری فاصله دارند، اما این فاصله در ابعاد کیهانی ناچیز است. نزدیک‌ترین کهکشان به ما آندرومدا نام دارد و نور ضعیف آن در مناطق تاریک با چشم به صورت محو قابل تشخیص است. این کهکشان 2.5 میلیون سال نوری دورتر است، اما تلسکوپ فضایی جیمز وب به‌گونه‌ای طراحی شده که نور منتشر‌شده از میلیاردها سال قبل را ثبت کند. درواقع خوشه کهکشانی SMAC 0723برای آن یک رقیب تمرینی است. در پس این خوشه رنگارنگ و پرتراکم ، نقاط بسیار کم‌نوری دیده می‌شود که با ما 13 میلیارد سال نوری فاصله دارند و متعلق به نخستین کهکشان‌های عالم هستند. تصویر اخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب درواقع مربوط به یک جای مشخص نیست؛ بلکه مربوط به زمان‌های مختلف است. هر نقطه روایتگر زمان خاصی است. برخی مربوط به سال‌های اولیه عالم، برخی مربوط به زمانی که کهکشان‌ راه‌شیری هنوز شکل نگرفته بود و برخی همچون لکه سفید معروف در مرکز آن مربوط به پیش از پیدایش حیات در زمین است. جالب اینجاست که مشاهده و ثبت این تصویر برای جیمز وب فقط 12 ساعت و 30 دقیقه زمان برد. این تلسکوپ در طول موج فروسرخ که برای انسان قابل تشخیص نیست، توانسته این شاهکار را بیافریند. برای درک بهتر قدرت این تلسکوپ شاید بد نباشد به تلسکوپ فضایی دیگری هم نگاه کنیم. تلسکوپ فضایی هابل که چندین دهه تصاویر حیرت‌انگیزی را از کیهان ثبت کرده، برای ثبت چنین کهکشان‌هایی با بزرگنمایی کمتر از جیمز وب، چیزی حدود 5/2 روز زمان لازم دارد. علاوه بر قطر آیینه کوچک‌تر هابل، ابزارهای سنجش نور آن هم فناوری مربوط به حدود 10 سال قبل دارند. درحقیقت هر تصویر نجومی که تا امروز توسط هابل گرفته شده، باید توسط جیمز وب از اول عکس‌برداری و تحلیل شود. اما یک نکته بسیار جذاب و شاید دور از ذهن این است که تلسکوپ فضایی جیمز وب با نمک کار می‌کند. برای مشاهده عالم در طول موج فروسرخ، لنزها و عدسی‌های شیشه‌ای به‌کار نمی‌آیند. نور در طول موج فروسرخ توسط شیشه جذب می‌شود. کریستال‌های نمک اما این‌گونه نیستند و به‌طور کامل امواج فروسرخ را از خود عبور می‌دهند. البته زمانی که صحبت از نمک می‌شود بیشتر ترکیب شیمیایی سدیم کلرید در ذهن تداعی می‌شود؛ حال اینکه به کریستال‌هایی که از ترکیب فلزات دیگر مثل کلسیم، سولفیت و فلوریت می‌توانند کریستال‌های نمکی را شکل دهند که از کاربردهای آنها در ساخت دوربین‌های مخصوص ثبت امواج فروسرخ است. درحقیقت تمام نوری که تلسکوپ فضایی جیمز وب توسط آینه‌های خود جمع‌آوری می‌کند از درون کریستا‌ل‌های نمکی عبور کرده، سپس آماده پردازش می‌شود. این موضوع تنها گوشه‌ای از فناوری‌های پیچیده به‌کار رفته در این تلسکوپ فضایی دوست‌داشتنی است. به زودی نسل بشر شاهد حیرت‌انگیزترین تصاویر نجومی توسط تلسکوپی است که در ورای جو زمین به کاوش کیهان خواهد پرداخت.