سرویس فناوری - اخترشناسان با کمک تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) موفق به ثبت بزرگ‌ترین نقشه‌ کیهان اولیه شده‌اند؛ تصویری فراگیر و حیرت‌انگیز که چشم‌انداز بی‌نظیری از کیهان کهن را پیش چشم دانشمندان و علاقه‌مندان نجوم قرار می‌دهد. ...

به گزارش سرویس فناوری جیرجیرک به نقل از فرادید - تصویری مونتاژشده از ۹ کهکشان که بازه ای از کل زمان کیهانی را در بر می گیرد؛ از جهان امروزی (بالا سمت چپ) تا ۱۰ میلیارد سال پیش (پایین سمت راست).

پروژه  COSMOS-Web

سال ۲۰۲۱ که جیمز وب به فضا پرتاب شد، تیم پروژه COSMOS-Web که متشکل از حدود ۵۰ پژوهشگر مؤسسات مختلف جهان بود، فرصت پیدا کرد بیش از ۲۰۰ ساعت با این تلسکوپ رصد کند. این بیشترین میزان زمان اختصاص یافته به یک پروژه در سال نخست فعالیت جیمز وب بوده است.

بسیاری از مطالعات با جیمز وب بر نواحی کوچک و عمیق آسمان تمرکز دارند اما پروژه COSMOS-Web ناحیه گسترده تری از کیهان را در اولویت قرار داد و با ثبت بوم کیهانی وسیع، موفق شد ۱۰ برابر بیشتر از آنچه اخترشناسان از دوره های آغازین کیهان پیش بینی می کردند، کهکشان کشف کند.

«ماکسیمیلیان فرانکو»، پژوهشگر پسادکترای اخترفیزیک دانشگاه هرتفوردشایر بریتانیا، توضیح داد: «دیدن کهکشان هایی که پیشتر در طول موج های دیگر نامرئی بودند، شگفت انگیز بود و واقعاً لذت بردیم بالاخره آنها را روی صفحه نمایش رایانه هایمان دیدیم»

نمای گسترده تلسکوپ جیمز وب به اخترشناسان کمک می کند کهکشان های دوردست را فهرست بندی و ویژگی هایی ازجمله اندازه، شکل و درخشندگی آنها را بررسی کنند؛ برای مثال، اخترشناسان می توانند به این پرسش که «این کهکشان ها در نواحی ایزوله قرار دارند یا در مناطق پرتراکم کیهان شکل گرفته اند؟» پاسخ دقیق بدهند. کارتالتپه دراین باره می گوید:

«این موضوع اطلاعات زیادی درباره عوامل تأثیرگذار بر فرایند تحول کهکشان ها در اختیار ما می گذارد.»

مجموعه مقالات علمی پیرامون پردازش داده های جیمز وب

در کنار این کاتالوگ، تیم COSMOS-Web مجموعه ای از مقالات علمی را نیز منتشر کرده که به جزئیات داده ها می پردازند. یکی از این مطالعات که چهارشنبه (۱۴ خرداد) در پایگاه arXiv منتشر شده است، پدرخشان ترین کهکشان های واقع در مرکز خوشه های کهکشانی و فرایند تحول ساختار و فعالیت ستاره زایی آنها را طی ۱۲ میلیارد سال گذشته بررسی می کند.

یکی از اهداف علمی کلیدی پروژه COSMOS-Web نقشه برداری از نخستین ساختارهای کیهان در دوران «یونش مجدد» بوده است. در این دوران که بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش روی داده است، نخستین کهکشان ها شکل گرفتند و شروع به پاک سازی مه غلیظ هیدروژنی کردند که کیهان آغازین را در بر گرفته بود. کارتالتپه و تیمش قصد دارند برای دستیابی به این هدف از کهکشان های نخستین به جای ردیاب هایی استفاده کنند تا اندازه «حباب های یونش مجدد» را اندازه بگیرند.

حباب های بازیونیزه به نواحی وسیعی در کیهان اولیه گفته می شود که در جریان دوره یونش مجدد، بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش، به تدریج از گاز هیدروژن خنثی پاک سازی شدند. در این دوران، نخستین ستارگان و کهکشان ها شکل گرفتند و با تابش پرانرژی خود، هیدروژن خنثی اطراف را یونیزه کردند. این فرایند تدریجی و به شکل حباب هایی در فضا رخ داد که در آن، گاز مه آلود کیهان آغازین به محیطی شفاف تر تبدیل شد.

کارتالتپه دراین باره می گوید: «این بخشی از پروژه است که هنوز به پایان نرسیده اما هدف اصلی ما همین بوده و واقعاً بابت آن هیجان زده ایم.»

اندازه گیری درخشندگی کهکشان های دوردست

تصویری از یک بخش آسمان در کاتالوگ تعاملی COSMOS-Web

در مقاله ای دیگر که آن هم چهارشنبه گذشته در آرشیو آنلاین arXiv منتشر شد، پژوهشگران روش یادگیری ماشینی را آزمایش کردند که می تواند ویژگی های فیزیکی کهکشان ها را در این مجموعه داده عظیم برآورد کند. همچنین تیم تحقیقاتی روشی نوین برای اندازه گیری دقیق تر درخشندگی کهکشان های دوردست توسعه داده است.

برخلاف روش های سنتی که فقط مجموع نور را در ناحیه ای ثابت محاسبه می کنند، این روش جدید نحوه پخش نور در سراسر کهکشان را مدل سازی می کند. این کار اندازه گیری های دقیق تری را ممکن می کند و به محققان اجازه می دهد داده های جیمز وب را با تصاویری با وضوح کمتر که از تلسکوپ های زمینی به دست آمده اند، ترکیب کنند، بدون آنکه جزئیات مهم از دست برود.

3 مطالعه دیگر نیز به جزئیات تلاش های تیم در پردازش داده ها طی ۲ سال گذشته پرداخته اند. این تلاش ها شامل تنظیم بیش از ۱۰ هزار تصویر جداگانه بوده است. همچنین تلسکوپ جیمز وب به عنوان رصدخانه ای کاملاً جدید، چالش های پیش بینی نشده ای را نیز داشته است. تصاویر این تلسکوپ اختلالات غیرمنتظره ای مانند الگوهای نویز و اعوجاج های نوری را در بر می گیرد که تیم باید با دقت آنها را اصلاح می کرد.

باوجود این چالش ها، جیمز وب فراتر از انتظارات عمل کرد و توانست کهکشان هایی بسیار کم نورتر و دورتر از آنچه مدل های پیش از پرتاب پیش بینی می کردند، شناسایی کند. کارتالتپه می گوید:

«واقعیت حتی بهتر از پیش بینی ها بود؛ ما توانستیم عمیق تر از آنچه انتظار داشتیم، پیش برویم. این کاتالوگ پتانسیل شگفت انگیزی دارد. چیزهای بسیار زیادی درباره جهان وجود دارد که هنوز نمی دانیم.»