טלסקופ ווב מביא את הגלקסיות המוקדמות, צדק למוקד חד

תגובה

טלסקופ החלל ג’יימס ווב, שמתפקד נפלא בזמן שהוא בוחן את היקום, גרם לאסטרונומים לגרד בראשם. היקום הרחוק מאוד נראה קצת שונה מהצפוי.

הטלסקופ, ששוגר לפני שמונה חודשים ומקיף את השמש כמיליון קילומטרים מכדור הארץ, מצלם תמונות של גלקסיות חלשות במיוחד שפלטו את האור שלהן במיליארד השנים הראשונות לערך לאחר המפץ הגדול. התבוננות בגלקסיות ה”מוקדמות” הללו היא אחת המשימות העיקריות של הטלסקופ – לראות עמוק יותר לתוך החלל, ויותר אחורה בזמן, מכל טלסקופ קודם.

התוצאות המדעיות הראשונות הופיעו בשבועות האחרונים, ומה שהטלסקופ ראה בחלל העמוק ביותר הוא קצת תמוה. חלק מהגלקסיות הרחוקות הללו הן מסיביות להפליא. הנחה כללית הייתה שגלקסיות מוקדמות – שנוצרו זמן לא רב לאחר התלקחות הכוכבים הראשונים – יהיו קטנות יחסית ויהיו מוטעות. במקום זאת, חלקם גדולים, בהירים ובנויים יפה.

טלסקופ ווב מדהים. אבל היקום הוא אפילו יותר.

“המודלים פשוט לא חוזים זאת”, אמר גארת’ אילינגוורת’, אסטרונום מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז, על הגלקסיות המוקדמות המאסיביות. “איך עושים את זה ביקום בזמן כה מוקדם? איך יוצרים כל כך הרבה כוכבים כל כך מהר?”

זה לא משבר קוסמולוגי. מה שקורה הוא הרבה מדע מהיר, שנערך “בזמן אמת”, כפי שמגדיר זאת האסטרופיזיקאי ג’יהאן קרטלטפה מהמכון הטכנולוגי של רוצ’סטר. נתונים מהטלסקופ החדש זורמים החוצה, והיא נמנית עם גדודי האסטרונומים שמוציאים מאמרים חדשים ומפרסמים אותם במהירות באינטרנט לפני ביקורת עמיתים.

אחד התורמים המוקדמים לטלסקופ החלל ג’יימס ווב מסביר כיצד התמונות החדשות שפורסמו מאפשרות לנו לחקור את מקורות היקום. (וידאו: האדלי גרין, הופ דייוויסון/וושינגטון פוסט)

ה-Webb רואה דברים שאף אחד מעולם לא ראה בפירוט כה חד ובמרחקים כה עצומים. צוותי מחקר על פני כדור הארץ בוחנים נתונים שפורסמו בפומבי ומתמודדים במירוץ כדי לזהות את הגלקסיות הרחוקות ביותר או למצוא תגליות יוצאות דופן אחרות. המדע מתקדם לעתים קרובות בקצב ממלכתי, ומקדם את הידע בהדרגה, אבל ה-Webb זורק משאיות של נתונים מפתים על מדענים בבת אחת. הערכות ראשוניות של מרחקים יתעדנו לאחר בחינה מדוקדקת יותר.

קרטלטפה אמרה שהיא בהחלט לא מודאגת מכל מתח בין התיאוריה האסטרופיזית לבין מה שה-Webb רואה: “אולי נגרד בראשנו יום אחד, אבל יום לאחר מכן, ‘אה, הכל הגיוני עכשיו’.”

נאס”א חושפת תמונות ראשונות מטלסקופ החלל ג’יימס ווב

מה הפתיע האסטרונום דן קו מהמכון למדע טלסקופ החלל הם מספר הגלקסיות בצורת דיסק יפה.

“חשבנו שהיקום המוקדם הוא המקום הכאוטי הזה שבו יש את כל הגושים האלה של היווצרות כוכבים, והדברים כולם ערבוביה”, אמר קו.

ההנחה הזו לגבי היקום הקדום נבעה בחלקה מתצפיות של טלסקופ החלל האבל, שחשפו גלקסיות מוקדמות מגושות, בעלות צורה לא סדירה. אבל האבל צופה בחלק צר יחסית של הספקטרום האלקטרומגנטי, כולל אור “נראה”. ווב מתבונן באינפרא אדום, אוסף אור מחוץ לטווח של האבל. עם האבל, קו אמר, “החסרנו לנו את כל הכוכבים הקרים יותר והכוכבים המבוגרים יותר. באמת ראינו רק את הצעירים הלוהטים”.

ההסבר הקל ביותר לאותן גלקסיות מסיביות באופן מפתיע הוא שלפחות עבור חלק מהן, היה טעות בחישוב – אולי בגלל טריק של אור.

הגלקסיות הרחוקות אדומות מאוד. בשפה האסטרונומית הן “מוסטות לאדום”. אורכי הגל של האור מעצמים אלה נמתחו על ידי התפשטות היקום. אלה שנראים האדומים ביותר – בעלי ההסטה לאדום הגבוהה ביותר – נחשבים הרחוקים ביותר.

אבל אבק יכול לזרוק את החישובים. אבק יכול לספוג אור כחול ולהציל את האובייקט. יכול להיות שחלק מהגלקסיות המרוחקות מאוד, המוזות מאוד באדום, פשוט מאובקות מאוד, ולמעשה לא רחוקות (ו”צעירות”) כפי שהן נראות. זה יתאים את התצפיות למה שציפו האסטרונומים.

או הסבר אחר יכול לצוץ. מה שבטוח הוא שלעת עתה, הטלסקופ של 10 מיליארד דולר – מאמץ משותף של נאס”א וסוכנויות החלל של קנדה ואירופה – מספק תצפיות חדשות לא רק על אותן גלקסיות רחוקות אלא גם על עצמים קרובים יותר לבית כמו צדק, א. אסטרואיד ענק וכוכב שביט שהתגלה לאחרונה.

התגלית האחרונה של Webb הוכרזה ביום חמישי: פחמן דו חמצני זוהה באטמוספירה של כוכב לכת מרוחק וענק בשם WASP-39 b. זהו “הגילוי הסופי הראשון של פחמן דו חמצני באטמוספירה של כוכב לכת”, על פי קניקול קולון, מדען פרויקט ווב בנאס”א. למרות ש-WASP-39 b נחשב לוהט מדי מכדי להיות ראוי למגורים, הגילוי המוצלח של פחמן דו חמצני מדגים את חדות החזון של ווב ומבטיח הבטחה לבדיקה עתידית של כוכבי לכת רחוקים שעשויים להכיל חיים.

הטלסקופ נשלט על ידי מהנדסים במכון המדע של טלסקופ החלל בבולטימור. מרכז התפעול של המשימה נמצא בקומה השנייה של המכון, שנמצא בקצה הקמפוס של אוניברסיטת ג’ונס הופקינס.

בבוקר האחרון, רק שלושה אנשים איישו את חדר בקרת הטיסה: בקרת המבצעים אירמה ארסלי קוויספ-ניירה, מהנדס מערכות הקרקע אוון אדמס ובקר הפיקוד קיילה ייטס. הם ישבו בשורה של עמדות עבודה עם צגים גדולים הטעונים בנתונים הטלסקופ.

צא לסיור קוסמי בתוך התמונות שצולמו על ידי טלסקופ Webb של נאס”א

“אנחנו בדרך כלל לא שולטים בשידור חי את הפעולה”, אמר ייטס. במילים אחרות, אף אחד לא שולט בטלסקופ עם ג’ויסטיק או משהו כזה. הוא מתפקד באופן אוטונומי במידה רבה, וממלא לוח תצפית שהועלה בערך פעם בשבוע. פקודה נשלחת מחדר בקרת הטיסה למרכז טיסות החלל גודארד של נאס”א בגרינבלט, מד. משם הפקודה נוסע למעבדת ההנעה הסילון של נאס”א בפסדינה, קליפורניה, ולאחר מכן לרשת החלל העמוק – אנטנות רדיו ליד ברסטו, קליפורניה, מדריד וקנברה, אוסטרליה. בהתאם לסיבוב כדור הארץ, אחת מאותן אנטנות יכולה לשדר את הפקודה לטלסקופ.

המוני האנשים שהיו בהישג יד בבוקר של שיגור הטלסקופ בחג המולד האחרון, נעלמו מזמן ממרכז המבצעים של המשימה בבולטימור.

“זו עדות לכמה זה עובד שאנחנו יכולים לעבור מכמה מאות אנשים לשלושה מאיתנו בלבד”, אמר אדמס.

לוח הזמנים של התצפית נקבע במידה רבה על ידי הרצון להיות יעיל, ולעתים קרובות זה אומר להסתכל על דברים שנראים קרובים זה לזה בשמיים גם אם הם מרוחקים זה מזה מיליארדי שנות אור.

מבקר יתאכזב להבין שצוות בקרת הטיסה אינו רואה את מה שהטלסקופ רואה. אין מסך גדול שמציג, למשל, כוכב שביט, או גלקסיה, או שחר הזמן. אבל צוות בקרת הטיסה יכול לקרוא נתונים המתארים את כיוון הטלסקופ – למשל, “32 מעלות עלייה ימינה, 12 מעלות ירידה”. ואז עיין במפת כוכבים כדי לראות לאן הטלסקופ מצביע.

“זה בין אנדרומדה לאיזה קבוצת כוכבים אחרת”, אמר אדמס.

תמונות צדק ‘מדהימות’ שנחשפו על ידי טלסקופ ג’יימס ווב של נאס”א

הנה דוגמה של כמה תצפיות ווב, שאמורות להניב תמונות חדשות, כמו גם דוחות מדעיים, בחודשים הבאים:

גלקסיית גלגל העגלה: גלקסיית “טבעת” מדהימה ביופיה ונדירה במרחק של כ-500 מיליון שנות אור משם. המבנה החריג שלו נובע מהתנגשות בגלקסיה אחרת. זו הייתה אחת התמונות הראשונות שעובדו על ידי צוות Webb כדי להראות מה הטלסקופ יכול לעשות.

M16, ערפילית הנשר: זוהי “ערפילית פלנטרית” בתוך הגלקסיה שלנו שהיא ביתו של מבנה שזכה לכינוי “עמודי הבריאה” שצולם על ידי טלסקופ החלל האבל. היא הפכה לאחת התמונות המפורסמות ביותר של האבל, שהציגה שלושה עמודי אבק נישאים מוארים על ידי כוכבים חמים וצעירים מחוץ למסגרת התמונה, כולם מכוונים על ידי נאס”א כדי לייצר מה שנראה לעין האנושית כמו נוף יבשתי. יש להניח שה-Webb יפיק תמונה ממוסגרת דומה אך עם רזולוציה ופרטים חדשים, הודות ליכולת לאסוף אור באורכי גל אינפרא אדום שאינם נגישים להאבל.

גנימד, הירח הגדול ביותר של צדק: זהו הירח הגדול ביותר במערכת השמש והוא גדול יותר אפילו מכוכב הלכת מרקורי. מדענים מאמינים שיש לו אוקיינוס ​​תת קרקעי עם יותר מים מכל האוקיינוסים על פני כדור הארץ. מדען פרויקט Webb, קלאוס פונטופידן, אמר שהטלסקופ יחפש פלומות – גייזרים הדומים למה שנצפה בירח צדק אירופה וירח שבתאי Enceladus.

שביט C/2017 Q2: התגלה בשנת 2017, זהו כוכב שביט גדול בצורה יוצאת דופן עם זנב באורך 500,000 מייל, הפונה לכיוון השמש.

גלקסיית הספירלה הגדולה של המסורגים: באופן רשמי “NGC-1365”, זוהי גלקסיה קלאסית ומרהיבה – ספירלה עם פס מרכזי של כוכבים שהשאירה שתי זרועות בולטות ומתעקלות. הוא נמצא במרחק של כ-56 מיליון שנות אור.

מערכת פלנטרית טרפיסט-1: שבעה כוכבי לכת מקיפים את הכוכב הזה, וכמה מהם נמצאים ב”אזור המגורים”, כלומר הם נמצאים במרחק מהכוכב שבו מים יכולים להיות נוזליים על פני השטח. אסטרונומים רוצים לדעת אם לכוכבי הלכת האלה יש אטמוספרות.

דראקו ופסל: אלו הן גלקסיות כדוריות ננסיות הקרובות לשביל החלב. על ידי לימוד תנועתם לאורך תקופה ארוכה, אסטרונומים מקווים ללמוד יותר על נוכחות החומר האפל – שהוא בלתי נראה אך יש לו חתימה כבידה.

זו רק רשימה חלקית. יש הרבה מה לראות שם בחוץ.

“זה ללא הפסקה, 24-7, רק המדע זורם בחזרה”, אמרה היידי האמל, אסטרונומית פלנטרית וסגנית נשיא למדע של איגוד האוניברסיטאות למחקר באסטרונומיה. “וזה מגוון עצום של מדע. ראיתי את הכתם האדום הגדול של צדק – אבל שעתיים אחר כך, עכשיו אנחנו מסתכלים על M33, הגלקסיה הספירלית הזו. שעתיים מאוחר יותר, עכשיו אנחנו מחפשים כוכב לכת שממש אני מכיר בשמו. זה מאוד מגניב לראות את זה.”

Leave a Comment