«جیمز وب» و دامن پُرچین آن

حسن فتاحی: یک عکس طیف‌سنجی به اندازه صدها عکس مرئی ارزش دارد.

‌«محسن شادمهری»، اخترفیزیک‌دان ایرانی

این مقاله درباره یکی از مهم‌ترین شاهکارهای مهندسی است که افق دید ما را نسبت به خودمان و کیهان گسترده‌تر کرده است؛ درباره تلسکوپ فضایی جیمز وب. در این مقاله نخست کمی درباره جیمز وب خواهیم گفت. سپس پنج عکس اخترشناسی را که به پنج عکس نخست جیمز وب شهره شده، به زبان ساده اما پَرسون بررسی خواهیم کرد. پیش از خواندن این مقاله توجه خوانندگان گرامی را به چند نکته جلب می‌کنم. در این مقاله از منبع‌های برخط بسیاری استفاده شده، اما گفته‌های سه سخنرانی خوب ایرانی را هم لا‌به‌لای نوشتار گنجانده‌ام و از هر چهار نفر ممنونم. سمینار «نعمت‌الله ریاضی»، استاد‌تمام کیهان‌شناسی دانشگاه شیراز و بهشتی، گفت‌وگوی «پوریا ناظمی»، روزنامه‌نگار دانشی با «آیرین شیوایی»، پژوهشگر یکی از بخش‌های چهارگانه جیمز وب و نیز یکی از درس‌گفتارهای «محسن شادمهری»، اخترفیزیک‌دان دانشگاه گلستان. ناگفته نماند تارنمای سازمان فضایی ناسا (با تلفظ درست‌تر نَسا) و تارنمای تلسکوپ جیمز وب هم بسیار پروپیمان است و مرجع خوبی برای آموختن. در این مقاله، یادداشت کوتاه «بهرام مبشر»، استاد کیهان‌شناسی نپاهشی یا مشاهده‌ای دانشگاه کالیفرنیا هم گنجانده شده است که از ایشان سپاسگزارم.

بی‌شک شنیده‌اید که درباره برخی چیزها اصطلاح دامن پُرچین را به کار می‌برند، نشانی از زیبایی و پیچیدگی و شکوه؛ برای نمونه می‌گویند دامن پرچین سبلان. یعنی زیبایی و ظرافت کوه سبلان. جیمز وب نیز چنین است. تلسکوپی فضایی که دامنی پُرچین دارد. بیایید کمی درباره این تلسکوپ بدانیم. جیمز وب تلسکوپی از رده تلسکوپ‌های فضایی خارج از جو زمین است که چند ماه پیش از یکی از مستعمرات فرانسه با موشک آریان پنج به فضا پرتاب شد. دلیل اینکه مهندسان و اخترشناسان چنین خطری را پذیرفتند که جیمز وب به دور از آلودگی جوی زمین و به دور از آشفتگی‌های جوی، در فاصله یک‌ونیم میلیون کیلومتری قرار بگیرد، به‌دست‌آوردن عکس‌ها و داده‌های هرچه پرسون از اجرام اخترشناسی است. جیمز وب نزدینانه (تقریبا) شش تُن وزن دارد و در نقطه ال-2 قرار دارد. نقاط لاگرانژی درواقع نقاط اکسترمم یا بهینه‌ای هستند که از دل معادلات بیرون آمده‌اند. در سامانه زمین-ماه-خورشید-سیاره‌ها پنج نقطه لاگرانژی داریم که جیمز وب در ال-2، جایی دور از خورشید و نزدیک زمین قرار دارد. جیمز وب در آن نقطه ایستا نیست، بلکه در مدار تا حدود زیادی دایره‌ای، گرد نقطه ال-2 می‌گردد. به زبان ساده‌تر در نقاط لاگرانژی برایند نیروهای گرانشی اجرامی که نام بردم صفر می‌شود. جیمز وب ابزارهای طیف‌سنجی یا طیف‌نگاری یا بیناب‌سنجی و نیز ابزارهای عکس‌برداری دارد. طراحی آینه آن گونه‌ای از طراحی با نام کُرش است؛ یعنی آینه اصلی آن از 18 تکه شش‌ضلعی متقارن با روزنه‌ای در میان آن 18 قطعه با ساختاری بیضی‌گون است. آینه دوم آن هذلولوی و آینه سوم آن کاو و آینه چهارم تخت است. این سامانه نورشناخت یا اپتیکی صفحه کانونی تختی را درست می‌کند که برای فراروند عکس‌برداری مناسب است. سه‌پایه‌مانندی آینه دومی را نگه داشته و جعبه‌ای وجود دارد که ابزارهای بسیار حساس و دقیق آن درون آن جای دارند. ابزارهای چهارگانه جیمز وب عبارت‌اند از: ابزار فروسرخ میانی، دوربین فروسرخ نزدیک، طیف‌سنج فروسرخ نزدیک و عکس‌بردار فروسرخ نزدیک و طیف‌سنج ردیابی ظریف. پرتاب جیمز وب تا رسیدن به نقطه ال-2 از پیچیدگی بسیاری برخوردار بود. مسیری که جیمز وب از زمین تا نقطه لاگرانژی طی کرد، خط صاف نبود؛ بلکه مداری با خمش‌های مداری بود. از پرتاب تا نقطه ال-2 سیصد مرحله باید انجام می‌شد که صد گام آن بسیار حساس بود. یعنی اگر هریک از این صد گام با اختلال روبه‌رو می‌شد، پروژه با ناکامی روبه‌رو بود. جیمز وب چون در فاصله‌ای دور، یک‌ونیم میلیون کیلومتری از زمین است امکان تعمیر آن وجود ندارد پس باید همه‌چیز درست کار کند و این کار بر عهده سامانه‌های هوشمند، هوش مصنوعی و اتاق کنترل است. از دیگر شاهکارهای مهندسی در این تلسکوپ سپر حرارتی است. این سپر برای محافظت از آینه‌ها و ابزارهای تلسکوپ است. چون جیمز وب در طیف یا باند فروسرخ کار می‌کند؛ بنابراین دمای بسیار پایینی نیاز است. این سپر سبب می‌شود دمای سویی که به سمت خورشید است 85 درجه سلسیوس باشد و دمای آینه‌ها و ابزارها منفی 233 سلسیوس. اساسا کار در باند فروسرخ به دماهای نزدیک به صفر مطلق نیاز دارد. بگذارید چند نکته دیگر را هم درباره این تلسکوپ بگویم و برویم سر وقت عکس‌های شاهکار آن. در ساخت این تلسکوپ علاوه بر ناسا، سازمان فضایی اروپا و کانادا هم همکاری دارند. در آمریکا که بیشترین سهم را دارد چند کارخانه مهم که در ساخت جنگ‌افزار شناخته ‌شده‌اند، همکاری فناورانه زیادی دارند. نکته دیگر اینکه بسیاری گفته‌اند آیا ارزش دارد 10 میلیارد دلار صرف کنیم تا گیتی را بهتر بشناسیم. پاسخ بله است. 10 میلیارد دلار برای کشورهای ثروتمند پولی اندک است. کافی است این رقم ناچیز را با هزینه‌های نظامی جهان و رقم‌های فساد اقتصادی در ایران مقایسه کنید. فراموش نکنید در ظاهر 10 میلیارد دلار هزینه شده تا بر خردمندی آدمی افزوده شود، اما از دل فناوری‌های به کار گرفته شده، هم کار و هم ثروت خلق خواهد شد. جیمز وب در دنیای اخترشناسی هدف‌های گوناگونی را هم دنبال می‌کند که در این بخش به کوتاهی نام می‌برم. شناخت سامانه یا راژمان خورشیدی خودمان یکی از آنهاست و یافتن و تحلیل پرسون سامانه‌های سیاره‌ای دیگر از دیگر هدف‌ها. به‌دست‌آوردن عکس‌های فراژرف از گیتی از دیگر هدف‌های مهم جیمز وب است. چگونگی زایش ستارگان و چرخه‌های مرگ آنها از جمله مواردی است که جیمز وب به شکار آن خواهد پرداخت. نخستین ساختارهای کیهان و چگونگی دیسش یا شکل‌گیری آن از اساسی‌ترین و داغ‌ترین موضوعاتی است که جیمز وب رازگشایی خواهد کرد. درنهایت دو چالش بزرگ جهان کیهان‌شناسی و اخترفیزیک یعنی مادّه تاریک و انرژی تاریک و نیز زیست‌پذیری کیهان موارد هدف‌گذاری‌شده جیمز وب است. خوب است به این نکته هم اشاره کنم که اگرچه جیمز وب تازه کارش را آغاز کرده؛ اما تلسکوپ‌های پسا-جیمز وب هم در راه‌ هستند. هم در پروژه‌های روی زمین با تلسکوپ‌های تا در حدود 40 متر و هم در مدارهای جو زمین و هم در مدارهای فراجوی زمین.

سفر  به  ژرفای آسمان

‌سفر به ژرفای آسمان نام معناداری است که برای این عکس با نام شناخته‌شده SMAC 0723 شاهکار برگزیده‌اند. درباره این عکس باید به چندین سال پیش بازگردیم. به زمانی که تلسکوپ فضایی هابل از همین ناحیه از آسمان عکس گرفت. آن زمان که تلسکوپ هابل با نورگیری بلندمدت عکس فراژرف را گرفت، در دنیای اخترشناسی غوغایی به پا شد و حالا جیمز وب عکس دوچندان گرفته است. بیایید از همین ابتدا با واژگان آشنا شویم. نورگیری که گاهی نوردهی هم می‌گویند؛ اما نورگیری پرسون‌تر می‌نماید؛ یعنی اینکه دهانه یا دریچه تلسکوپ باز باشد و مدت‌زمانی طولانی -برای هابل چند هفته و برای جیمز وب نیم‌روز زمینی- به جایی خیره شود. این خیره‌شدن مداوم سبب می‌شود کم‌انرژی‌ترین فوتون‌ها هم شکار شوند و پس از پردازش تصاویر، آنچه حاصل می‌شود عکسی چنین درخشان است. نکته‌ای را بگویم و عبور کنم. کم‌نور‌بودن جرمی اخترشناختی حتما به معنای دوردست‌بودن نیست و می‌تواند تابندگی خود جرم کم باشد. اینکه جرم تابندگی اندک دارد یا برای نمونه کهکشانی بسیار در دوردست است و کم‌فروغ دیده می‌شود، تشخیص‌پذیر است. بیایید کمی درباره این عکس ریزبین شویم. در چند جا جرم‌های درخشانی را می‌بینید که چند خط صاف شش‌پر هم دارند. اینها همگی ستاره هستند، آن هم ستارگان نزدیک. اشاره کردم که همین ناحیه را تلسکوپ فضایی هابل هم عکس گرفته است. چه چیزی عکس هابل را از عکس جیمز وب متمایز می‌کند؟ سه چیز. مهم‌ترین‌شان طول موج متفاوتی است که این دو تلسکوپ کار می‌کنند. هابل در باند یا طیف مرئی کار می‌کند و جیمز وب برای باند فروسرخ طراحی شده است. بالاتر اشاره هم کردم که زمان نورگیری جیمز وب بسیار کوتاه‌تر از هابل است. به عکس بازگردیم. در این عکس از فن یا سازوکار عدسی گرانشی استفاده شده است. به زبان ساده این روش چنین است که یک جرم منفرد مانند یک ستاره پرجرم یا یک کهکشان منفرد که مجموعه‌ای از ستارگان است یا مجموعه‌ای از کهکشان‌ها که با هم تشکیل یک سامانه کهکشانی با نام خوشه را داده‌اند و روی‌هم‌رفته یک میدان گرانشی بسیار قوی ساخته‌اند، در نقش یک عدسی ظاهر می‌شوند؛ اما عدسی گرانشی. عدسی گرانشی سبب می‌شود نور اجرام اخترشناسی پشت آن سامانه گرانشی خمیده شود و مشاهده‌پذیر یا نپاهش‌پذیر باشد. عدسی گرانشی می‌تواند نور کهکشان‌های کم‌فروغ را به‌راحتی آشکار کند. پیش از آنکه به دیگر جزئیات عکس بپردازیم، اجازه دهید این نکته را بگویم که عکس‌های جیمز وب غالبا با دو نوع دوربین فروسرخ متفاوت با نام‌های فروسرخ میانی و فروسرخ نزدیک گرفته شده‌اند و هریک جزئیاتی ویژه را آشکار می‌کنند. گاهی آنچه در دید عموم مردم هم پررنگ می‌شود و رسانه‌ای، درواقع ترکیب هر دو عکس است. همان‌طورکه گفتم در مرکز این عکس خوشه کهکشانی پرجرمی دیده می‌شود که نقش عدسی گرانشی را دارد. آن کمان‌هایی که در وسط عکس و پیرامون چند کهکشان دیده می‌شود، اثر عدسی گرانشی است. گاهی عکس یک کهکشان در چند جا دیده می‌شود که باز هم از پیامدهای بهره‌گیری از عدسی گرانشی است. این را هم یادآوری کنم که پدیده عدسی گرانشی یکی از پیش‌بینی‌های خیره‌کننده نسبیت عام اینشتین است. کاری که اخترشناسان انجام می‌دهند، از این قرار است که با روش‌های کامپیوتری تلاش می‌کنند اثر گرانشی را حذف کنند تا عکس واقعی را به دست آورند. این فراروند در نوشتن چند کلمه و در جهان اخترشناسی کاری پیچیده بود. اگر خوب به این عکس نگاه کنید، کهکشان‌ها را در رنگ‌های متفاوتی می‌بینید. تفاوت رنگی یکی از چیزهایی که آشکار می‌کند، میزان غباری‌بودن کهکشان‌هاست. توجه‌تان را به این نکته جلب می‌کنم که در اخترشناسی «گاز» و «غبار» با هم متفاوت‌اند که از موضوع این نوشته خارج است. در این عکس کهکشان‌های قرمزتر، پرغبارتر هستند و کهکشان‌های آبی‌تر، کم‌غبارتر. این تفاوت یکی از خاستگاه‌هایش تمایز مواد موجود و فراوانی آن است و نیز نوع ژیرندگی با فعالیت کهکشانی. اگر دو ابزار فروسرخ نزدیک و میانی را با هم ترکیب کنیم، عکسی به دست می‌آید که از روی رنگ‌های آن می‌توان تابع درخشندگی را فهمید و سرخ‌گرایی کهکشان‌ها را. تابع درخشندگی از مهم‌ترین ابزارهای نظری اخترشناسان است. یکی از ابزارهای خوب جیمز وب طیف‌سنج فروسرخ نزدیک است که بالاتر اشاره کردم. روی این ابزار تعداد زیادی شکاف در حد میکرومتر وجود دارد و هر شکاف یا دریچه یک طیف خاص را می‌دهد. درواقع هدف این کار طیف‌سنجی از کهکشان‌های دوردست است و باز هم یادآوری می‌کنم که یک داده طیف‌سنجی از ده‌ها عکس اخترشناسی بیشتر می‌ارزد. شاید این پرسش پیش آید که کهکشان‌های دوردست یعنی چه؟ در اخترشناسی به کهکشان‌هایی که در نزدیکی کهکشان راه ‌شیری‌ هستند، مثل ابرهای ماژلانی یا کهکشان آندرومیدا (گاهی اندرومدا هم تلفظ می‌شود) کهکشان‌های خیلی نزدیک و همسایه می‌گویند. ما اینجا از کهکشان‌هایی سخن می‌گوییم که در حد چند میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند. از کهکشان‌هایی سخن می‌گوییم که چند صد سال پس از مهبانگ پدیدار شده‌اند و حالا جیمز وب می‌خواهد از آنها طیف‌سنجی کند. شناخت این کهکشان‌های آغازین سبب می‌شود ما از چگونگی شکل‌گیری یا دیسش کهکشان‌ها بیشتر بدانیم. برخلاف تصور، چگونگی پیدایش کهکشان‌ها نه‌تنها مسئله‌ای حل‌شده نیست؛ بلکه پرسش‌های بسیاری بدون پاسخ مانده است. بگذارید خیالتان را راحت کنم. حتی درباره کهکشان خودمان، راه شیری هم نادانسته بسیار است. همین دو دهه پیش بود که یکی از اخترشناسان آمریکایی با ملیت اصالتا ایرانی با نام «فرهاد یوسف‌زاده» توانست ساختارهایی رشته‌مانند را در کهکشان راه شیری کشف کند که تا پیش از آن نمی‌دانستند. جیمزوب باز‌هم عکس‌های فراژرف خواهد گرفت و باز هم شگفت‌زده خواهیم شد.

‌‌پنج‌تایی استفان

بیایید نگاهی به عکس «پنج‌تایی استفان» بیندازیم. نخست باید تعریف پرسونی از آن داشته باشیم. تعریف ساده و اخترشناختی پنج‌تایی استفان چنین است: مجموعه‌ای از یک گروه کهکشانی با پنج عضو نزدیک به یکدیگر در صورت فلکی یا هم‌اختر اسب‌ بالدار. هم‌اختر اسب بالدار را پگاسوس هم می‌نامند. چهار عضو از این مجموعه بسیار به هم شبیه‌اند و انتقال به سرخ یا سرخ‌گرایی آنها نشان می‌دهد از فاصله‌ای یکسان از ما قرار دارند. کهکشان پنجم انتقال به سرخ کمتری دارد و بنابراین به ما نزدیک‌تر است. آن چهار کهکشان نخست در فاصله 290 میلیون سال نوری از ما هستند و کهکشان پنجم در فاصله 40 میلیون سال نوری. اما از آن زاویه و منظری که ما می‌بینیم به نظر می‌رسد که هر پنج تا در یک خانواده‌اند. این مسئله درباره ستارگان صورت‌های فلکی یا به زبان فارسی دانشی، ستارگان یک هم‌اختر هم درست است. برای نمونه ما در آسمان بالای سرمان هم‌اختر جبار یا آبگردان یا ذات‌الکرسی را می‌بینیم و گمان می‌کنیم اینها به راستی به همین شکل در فضا نیز کنار هم و در یک مجموعه‌اند، درحالی‌که چنین نیست. چون ما پراکندگی ستارگان در فضای سه‌بعدی را روی صفحه خمیده دوبعدی آسمان می‌بینیم، گمان می‌کنیم اینها از یک خانواده‌اند؛ درحالی‌که در بیشتر موارد هیچ ارتباطی با هم ندارند. به پنج‌تایی استفان بازگردیم. نام «استفان» روی این مجموعه به یاد اخترشناس فرانسوی، «ادوارد استفان» از نپاهشگاه یا رصدخانه مارسی فرانسه است که به سال 1877م. این مجموعه را کشف کرد. آن عکس مشهور که در رسانه‌ها نشر یافت حاصل ترکیب دو تصویر با دو ابزار فروسرخ میانی و نزدیک است. اما اگر به تک‌تک عکس‌های این دو ابزار نگاه کنیم هر یک داده‌های حیرت‌‌آوری را نشان خواهند داد. آن چهار کهکشان که دورتر هستند سیاهچاله مرکزی دارند. برخی از کهکشان‌ها همچون راه شیری خودمان سیاهچاله مرکزی دارند. نخستین چیزی که در عکس توجه ما را جلب می‌کند رقص کیهانی دو کهکشان است. گویی دو بالرین با هم در میدان رقص گرد یکدیگر می‌گردند و به هم نزدیک می‌شوند. میان آن دو کهکشان نیروی کشندی وجود دارد که خاستگاه گرانشی دارد. این نیروی کشندی سبب تغییرشکل این دو کهکشان شده است. نکته دیگر جمعیت‌های ستاره‌ای این پنج‌تایی است. یا بهتر بگوییم این چهارتایی به‌ اضافه‌ یک. در عکس رنگی و باکیفیت بخش‌های سفید و زرد کم‌رنگ نشان‌دهنده جمعیت‌های ستاره‌ای است. چون جیمزوب در باند فروسرخ به پنج‌تایی استفان نگاه کرده، عکس آن با عکس کلاسیک آن در باند مرئی کاملا متفاوت است. عکس یکی از ابزارهای جیمزوب چند نکته را آشکار می‌کند؛ نخست اینکه آن دو کهکشان رقصنده با هم تبادل گاز دارند. تبادل گاز، آن‌هم گاز با دماهای متفاوت و نیز گازی که در حین فراروندهای اخترشناسی دمایش و سرعتش تغییر می‌کند، از مهم‌ترین پدیده‌های اخترشناسی است. کهکشان‌های درگیر نیروی کشندی و گرانش یکدیگر با هم تبادل گاز دارند و این فراروند روی برخی ویژگی‌های کهکشان‌ها ازجمله ترکیب شیمیایی و آهنگ ستاره‌زایی و موارد دیگر اثر دارد. این نکته را هم بگویم که تبادل گاز بین هر چهار کهکشان وجود دارد، اما آهنگ انتقال آن متفاوت است. اگر خوب به عکس نگاه کنید کهکشان‌های ریز و درشت دیگری هم خواهید دید. از پنج‌تایی استفان طیف‌سنجی شده است. یکی از عکس‌ها در تارنمای جیمزوب طیف‌سنجی از مرکز یکی از کهکشان‌های این مجموعه است. مرکز کهکشان‌ها چه سیاهچاله داشته باشند و چه نداشته باشند، چه همچون راه شیری مارپیچی باشند و چه کهکشان‌های بیضی‌گون، به یک نقطه نسبت داده نمی‌شوند؛ بلکه به یک محدوده یا ناحیه مرکز می‌‌گویند. در مرکز کهکشان‌ها تراکم ستارگان بالاست و جمعیت‌های ستاره‌ای خاصی وجود دارد. همان‌طورکه اشاره کردم از پنج‌تایی استفان در چهار طول موج گوناگون طیف‌سنجی شده است. فنی‌تر بگویم. از مرکز یکی از آن چهارتای اصلی طیف‌سنجی شده. در طیف خط هیدروژن وجود دارد. یادمان باشد که هیدروژن فراوان‌ترین بن‌پار در گیتی است. در طیف‌ دیده می‌شود که هیدروژن در طول‌موج‌های مختلف است و برای نمونه هیدروژن مولکولی داریم. چرا خط هیدروژن مولکولی مهم است؟ چون نشان از ستاره‌زایی دارد. یعنی کهکشان هنوز توان زایش ستارگان را در نواحی ستاره‌زایی‌اش دارد. شاید این پرسش پیش آید که آیا ممکن است کهکشانی نتواند ستاره‌زایی کند؟ بله با گذر زمان طولانی کهکشان‌ها درنهایت ستاره‌زایی خود را از دست می‌دهند. در طیف آهن یونیزه هم دیده می‌شود. همان‌طورکه گفتم فاصله این چهارتایی از ما 290 میلیون سال نوری است و ابعاد خود آن چند صد سال نوری؛ اما ناحیه‌ای که جیمزوب دیده یک‌پنجاهم قطر ماه است. یکی دیگر از طیف‌سنج‌های جیمزوب در طول‌موج‌های گسترده‌ای شدت تابش عنصرها یا بن‌پارهای گوناگون را هم به‌دست آورده است. بن‌پارهایی همچون آهن، آرگون، نئون، نیتروژن و سیلیکات. تصور عموم بر این است که لابد فضا فقط هیدروژن و هیلیوم است، اما چنین نیست. شاخه‌ای از اخترشناسی با نام اخترشیمی توانسته در جاهای گوناگون، از جو سیارات فراخورشیدی تا فضای میان‌ستاره‌ای هم عنصرهای گوناگونی را پیدا کند و هم مولکول‌های پیچیده و حتی مولکول‌هایی با ترکیبات آلی. در فضا حتی الکل هم یافته‌اند. عکسی که از پنج‌تایی استفان می‌بینید حاصل 150 میلیون پیکسل و هزار عکس است که درنهایت این عکس شاهکار پدید آمده است. نکته چشمگیر دیگر در این عکس امواج ضربه‌ای است. امواج ضربه‌ای نقشی مهم در آغازگری فراروندهای اخترشناسی دارند که فراتر از سطح این مقاله است. این عکس دو نکته مهم دیگر هم دارد. نخست ستارگان در حال مرگ را نشان می‌دهد که در عکس مشهودند و دیگری بررسی با جزئیات بالای فرگشت کهکشانی است. پیش از آنکه این دو نکته پایانی را بیشتر توضیح دهم این را هم بگویم یکی از ابزارهایی را که جیمزوب دارد و با آن از این پنج‌تایی عکس گرفته شده، شرکت فناوری‌های پیشرفته لاکهید مارتین ساخته است. لاکهید مارتین همان شرکت بزرگ ساخت جنگ‌افزار است که ایرانی‌ها آن را با جنگنده رهگیر برتری هواییِ اف 14 می‌شناسند. به آن دو نکته بازگردم. اخترشناسان با دانش نظری بالایی فرگشت ستارگان از زایش تا مرگ را می‌دانند. اما ظرافت‌هایی در جزئیات است که می‌تواند برای نمونه دقت یا پرسونش برخی شاخص‌ها را اصلاح کند. این کار با دردست‌داشتن همین داده‌های نپاهشی یا مشاهده‌ای ممکن است. درباره فرگشت و اندرکنش کهکشان‌ها به شکل مجزا یا در یک مجموعه هم پنج‌تایی استفان آزمایشگاه بزرگ و پروپیمانی است که ما را به هرچه بهتر فهمیدن اندرکنش‌های کیهانی هدایت خواهد کرد. اجازه دهید آخرین برگ برنده این پنج‌تایی را بگویم. یکی از کهکشان‌ها یک «هسته کهکشانی فعال» دارد. شناخت این هسته کهکشانی که می‌تواند یک سیاهچاله مرکزی هم باشد و نیز قرصی از ابرها و گازها و غبارها که گرد آن می‌چرخند، از مسائل مهم پیش‌روی اخترشناسان است که جیمزوب در دل این پنج‌تایی حل خواهد کرد. باید منتظر عکس‌ها و از آن مهم‌تر طیف‌سنجی‌های کم‌نظیر از جای‌جای این گوهر درخشان کیهان باشیم.

ابرواره  حلقه  جنوبی

حال می‌خواهم به ابرواره حلقه جنوبی بپردازم. ابتدا بگذارید کمی درباره واژه «ابرواره» توضیح دهم. ابرواره را برابر فارسی Nebula برگزیده‌ام. بیشتر کتاب‌های اخترشناسی و به‌ویژه کتاب‌های قدیمی که چندان توجهی به پاسداشت و اهمیت زبان دانشی فارسی نداشته‌اند و ندارند، از واژه سحابی استفاده می‌کنند که نادرست نیست؛ اما فارسی هم نیست. واژه فارسی که به جای سحابی می‌نویسم ابرواره است؛ اما یکی از اخترشناسان نام‌بردار ایرانی واژه «میغ» را هم به کار برده است که بسیار خوب است و امید دارم فراگیر شود. به ابرواره حلقه جنوبی بازگردیم. پیشینیان نام «سحابی سیاره‌نما» را برای چنین ساختارهایی که عکس آن را می‌بینید، برگزیده بودند. این ترکیب کماکان معروف است و استفاده می‌شود؛ اما درست نیست. ریشه این خطا به دو چیز بازمی‌گردد؛ نخست یک خطای رصدی یا نپاهشی بود. آنچه می‌دیدند این‌گونه به نظر می‌رسید که لابد سیاره‌ای است و گرد چیزی می‌گردد. دومی مدل ذهنی بود که در حافظه خود داشتند و سبب سوگیری ذهنی شده بود. سوگیری ذهنی چه در اخترشناسی و چه در دیگر دانش‌های زاستاری نادرست است و به زبان ساده کار دست پژوهشگر می‌دهد. در تاریخ دانش نمونه‌ها بسیار است که از آن عبور می‌کنیم. این ابرواره در صورت ‌فلکی یا هم‌اختر بادبان و در فاصله 2000 سال نوری از ماست. 2000 سال نوری ابدا عدد بزرگی در فاصله‌های اخترشناسی نیست و در کهکشان خودمان قرار دارد. برای مقایسه بهتر توجه کنید که در ازای کهکشان راه شیری 100 هزار سال نوری است. ستبرای آن در مرکز در حدود 5000 سال نوری است و در لبه‌ها در حدود 3000 سال نوری. همچنین کهکشان آندرومیدا دو میلیون سال نوری از راه شیری فاصله دارد. به ابرواره حلقه جنوبی بازگردیم. در تارنمای جیمز وب عکس‌هایی با دو ابزار فروسرخ میانی و فروسرخ نزدیک وجود دارد. از سویی از این ابرواره عکس‌های خوبی در باند مرئی با طیف دیدگانی هم داریم. پس می‌توانیم اینها را کنار هم بگذاریم و داده‌های اخترشناسی را دریابیم. آنچه در این عکس می‌بینید، مرگ باشکوه یک ستاره از رده ستارگانی مانند خورشید است. بگذارید کمی بیشتر درباره مرگ ستارگان بگویم. بالاتر اشاره کردم که در اثر رمبش ابرهای بزرگ ستاره زاده می‌شود. رمبش فراروندی است که در آن ابر دچار ناهم‌ترازی چگالی می‌شود، بر اثر تکانه زاویه‌ای شروع به چرخیدن دور خودش می‌کند و آرام‌آرام چگالی و دما افزایش می‌یابد، از شعاع ابر کاهیده می‌شود و درنهایت زمانی فرامی‌رسد که در قلب آن ابر که حالا نامش پیش‌ستاره و ستاره است، جرقه نخستین واکنش‌های هسته‌ای زده می‌شود. اینجا لحظه زایش ستاره است. ستارگان جرم‌های متفاوتی دارند و همین تفاوت جرم است که مرگ‌های گوناگونی را رقم می‌زند. جرم ستارگان محاسبات نظری پرسونی دارد که در یک نمودار بسیار معروف با نام نمودار ایچ-آر کمینه و بیشینه آن مشخص است؛ اما به‌ طور کلی می‌توان چند سناریو را در نظر گرفت. ستارگان اَبَرپرجرم که سوخت‌ هسته‌ای‌شان را زود مصرف می‌کنند و به آخر خط می‌رسند، مرگی پرهیبت دارند. آنها پس از اینکه چندین فراروند هسته‌ای گداختی را طی کردند، انفجاری بسیار مهیب با نام انفجار ابرنواختری را تجربه می‌کنند. تمام لایه‌های ستاره با سرعتی شگرف به فضا پرتاب می‌شوند و آنچه در میانه می‌ماند، یک سیاهچاله‌ ستاره‌ای است یا یک ستاره نوترونی. اگر ستاره از رده ستارگانی مانند خورشید باشد، سرنوشت متفاوتی دارد. ستاره پس از اینکه از رشته اصلی، یعنی جایی از نمودار ایچ-آر که در آن در یک تعادل موسوم به تعادل هیدروستاتیک یا ترازمندی هیدر-ایستا برقرار است، خارج شد، به سمت غول سرخ شدن می‌رود. ستاره باد می‌کند و دمای لایه‌های خارجی کاهش می‌یابد. سپس ستاره رخدادها و دگرگشت‌های فیزیکی انفجارگونه‌ای را تجربه می‌کند که طی آن لایه‌های خارجی به بیرون پرتاب شده و آنچه در مرکز می‌ماند یک ستاره کوتوله سفید است. اگر از این سامانه، یعنی لایه‌های خارجی که به سمت بیرون در حرکت هستند و کوتوله سفید میانی‌اش عکس بگیرید، آنچه می‌بینید همان چیزی است که به ابرواره حلقه جنوبی نگاه می‌کنید. پس ابرواره حلقه جنوبی نمایشی از مرگ باشکوه ستاره‌‌ای از رده خورشید است. قطر این سامانه چیزی در حدود نیم سال نوری است. حال بیایید ببینیم در این عکس چه می‌بینیم. نخستین چیزی که می‌بینیم لایه‌ای است که دور‌تا‌دور ستاره اصلی یعنی کوتوله سفید را فراگرفته. این نکته را هم یادآور شوم که ستاره کوتوله سفید اصلی خودش یک سامانه دوتایی است؛ چیزی که پیش از آن نمی‌دانستیم. آنچه لایه‌های خارجی را در ابرواره به سمت بیرون می‌راند، یکی همان موج ناشی از انفجار است و دیگری انرژی تابشی. بی‌شک در این عکس زیبا تفاوت رنگ‌ها نظر هر بیننده‌ای را جلب می‌کند. یادتان باشد که در اخترشناسی، رنگ می‌تواند نمایانگر دما باشد و در این سامانه هم تفاوت رنگ‌ها نماینده تفاوت دمایی است. نکته مهم دیگر در این سامانه گازهای برانگیخته‌شده است. گاز برانگیخته‌شده به زبان ساده گازی است که می‌تواند دمای بالایی داشته باشد، می‌تواند تابش کند و می‌تواند جنبش داشته باشد. در اجرام یا برآخت‌های اخترشناسی گاز برانگیخته‌شده در بسیاری جاها دیده می‌شود. اگر خوب عکس را بررسی کنید، در اطراف ستاره غبار می‌بینید. فقط اخترشناسان می‌دانند که غبار تا چه حد در دل خود داده دارد و تا چه اندازه می‌تواند مزاحم باشد. اشاره کردم که اخترشناسان از یک جرم اخترشناسی عکس‌های متفاوت در باندهای مختلف را کنار هم می‌گذارند. دلیلش در این عکس به این خاطر است که غبار نور مرئی را جذب می‌کند. به زبان ساده غبار نمی‌گذارد جرمی را که در نور مرئی هم تابش دارد، درست مشاهده کنید. البته روش‌هایی وجود دارد که اخترشناسان با در دست داشتن عکس و داده‌ها تلاش می‌کنند اثر غبار را حذف کنند. دو نکته دیگر را هم درباره این عکس بگویم. نخست اینکه ستاره کوتوله سفید مرکزی دیگر انرژی‌اش را از راه واکنش‌های هسته‌ای گداخت تولید نمی‌کند و همجوشی هسته‌ای‌اش متوقف شده است. نکته دیگر اینکه اگر به سمت چپ عکس، جایی مثلا حوالی ساعت 10 (اگر کل عکس را مانند ساعت در نظر بگیرید) نگاه کنید، یک خط افقی کم‌رنگ می‌بینید. آنچه می‌بینید هیچ ارتباطی با ابرواره حلقه جنوبی ندارد و یک کهکشان مارپیچی است. به دلیل ویژگی‌های این کهکشان، آن خط باریک روشن در یکی از عکس‌ها پررنگ‌تر است که چرایی آن از حوصله این مقاله خارج است. فقط این را بیفزایم که کهکشان‌های مارپیچی در بازوهای خود ستاره‌زایی دارند که در باند فروسرخ بسیار مشهود است. برای هرچه بهتر فهمیدن این عکس به تارنمای جیمز وب بروید و این عکس را با فیلترهای گوناگون ببینید. می‌توانید عکس‌ها را بارگذاری کنید و سپس همه ‌را در یک پاره‌چین یا موزاییک بچینید و ساعت‌ها نگاه کنید و بیشتر بیاموزید.

ابرواره   افزل

حال بیایید به یکی از چشم‌نوازترین، شورانگیزترین و خیره‌کننده‌ترین عکس‌ها از سری‌عکس‌های نخست جیمز وب نگاهی بیندازیم. همان‌طور‌که در بالا توضیح دادم، اینجا هم واژه ابرواره را استفاده کرده‌ام که به‌جای سحابی است. نام انگلیسی آن کارینا است در هم‌اختر یا صورت فلکی حمّال. نام فارسی این ابرواره را استاد «ملایری»، اخترشناس نام‌بردار ایرانی «افزل» برگزیده و من هم همین را استفاده کرده‌ام. حال بپردازم به جزئیات ابرواره کارینا یا افزل. این ابرواره در فاصله نه‌چندان زیاد هفت‌هزارو 600 سال نوری از زمین قرار گرفته و فضایی با پهنای 16 سال نوری را در فضا احاطه کرده است. در نخستین نگاهی که عموم مردم به این ابرواره حیرت‌انگیز داشتند، رنگ‌های درخشان و پرگون آن است. برخی گمان کردند لابد سازمان تلسکوپ فضایی که مسئول انتشار عکس‌ها بوده، این‌ عکس را رنگ‌آمیزی کرده است تا مثلا در جلسه کاخ سفید به چشم آید. به‌هیچ‌وجه چنین چیزی نیست. لازم است سه نکته را بدانیم تا به خطا نرویم. اجرام آسمانی مانند ستارگان، کهکشان‌ها، اخترنماها و جز آن، در تمام طول موج‌ها تابش دارند. اگر فیزیک دبیرستان یادتان مانده باشد، جسم سیاه جسمی است که در تمام طول‌موج‌‌ها تابش دارد و بسته به دمای آن در یک طول موج خاص دمای بیشینه دارد. پس فهمیدیم که اجرام آسمانی در طول‌موج‌های گوناگون تابش دارند. حال اگر با یک سامانه پیچیده مانند ابرواره افزل یا کارینا روبه‌رو باشیم که مجموعه و مخلوطی از گازها با دماهای گوناگون دارد، ستارگان با جرم‌ها و شرایط فیزیکی هرچند مشابه اما کمی هم متفاوت در حال زاده‌شدن هستند، غبار وجود دارد و انواع تابش‌ها، بنابراین اخترشناسان با ابزارهای تخصصی می‌توانند عکس پرتوی ایکس یا پرتوی گاما یا پرتوی فرابنفش و فروسرخ بگیرند. ساده‌ترین عکس نیز همان باند یا طیف مرئی یا دیدگانی است. اینکه بخواهیم در چه طول موج یا بسامدی کار کنیم، تعیین می‌کند که ابزار مشاهده‌ای ما کجا مستقر باشد. تلسکوپ‌های کلاسیک را که روی زمین و غالبا بر فراز کوه‌ها می‌سازند به این خاطر است که امواج الکترومغناطیسی که نور مرئی هم بخشی از آن است، به سطح زمین می‌رسد. اما برخی باندهای الکترومغناطیس روی سطح زمین امکان آشکارسازی ندارند و باید به تلسکوپ‌های فضا-پایه روی آوریم. اخترشناسان در تمام طول موج‌ها یا بسامدها عکس‌برداری می‌کنند و سپس بسامدها را به تصویر تبدیل می‌کنند. پس اگر دیدید که می‌گویند عکس خورشید در فروسرخ یا فرابنفش است، درواقع داده‌ها را به عکس برگردان کرده‌اند. هیچ شعبده‌بازی‌ای در کار نیست. هیچ رنگ‌آمیزی‌ای به معنایی که در ذهن عموم مردم است، در کار نیست. بسامدها و شدت‌ها را به تصویر تبدیل یا به زبان فنی‌تر نگاشت می‌کنند. حتی واژه رنگ هم در اخترشناسی آن چیزی نیست که در ذهن مردم است. رنگ در میان اخترشناسان یعنی نسبت مقدار تابش در دو طول موج مختلف. حال با این دانسته‌ها به ابرواره افزل بازگردیم. این ابرواره غول‌پیکر زایشگاه ستاره‌ای است. پیش‌تر چگونگی زایش ستارگان را توضیح دادم. حال این را هم بیفزایم که ستارگان می‌توانند هم‌زمان در یک سامانه ابرواره‌ای با جرم‌های متفاوت زاده شوند. آنچه در عکس می‌بینید، ابر گاز و غبار پیرامون ستارگان جوان تازه زاده‌شده است. دو چیز در این زایش تولید می‌شود. یکی بادهای ستاره‌ای و دیگری انرژی تابشی. بادهای ستاره‌ای و نیز انرژی تابشی روی کل سامانه ابرواره هم اثربخشی دارند و گویی ابر را به سمت بیرون می‌رانند. حواسمان باشد که ابر همگن نیست، یعنی چگالی نواحی مختلف آن یکسان نیست. یکی از کارهایی که اخترشناسان می‌کنند محاسبه سرعت بادهای ستاره‌ای و نیز سرعت رانده‌شدگی ابرواره است. بادهای ستاره‌ای آنجایی مهم می‌شوند که تصور کنید پیرامون یکی از ستارگان سیاره‌هایی شکل بگیرد و آن سیاره در کمربند زیستی باشد. کمربند زیستی را هم در این نوشته به کوتاهی توضیح داده‌ام. همان‌طور‌که چندین‌جا اشاره کردم، جیمزوب از اجرام آسمانی با ابزارهای گوناگون عکس گرفته است. از ابرواره افزل هم با دو ابزار فروسرخ میانی و فروسرخ نزدیک عکس گرفته. در عکس فروسرخ میانی بیشتر ابرها دیده می‌شوند که چرایی سازوکار آن را گفتم. در عکس بخش‌هایی رنگ طلایی دارند. این رنگ طلایی درواقع نماینده گازهای داغ است. جایی که ستارگان زاده می‌شوند گاز داغ هم دیده می‌شود. حتما دیده‌اید که در زایشگاه‌های انسانی، نوزادانی را که به دنیا می‌آیند، فوری لای پتو می‌پیچند تا مثلا سرمازده یا گرمازده نشوند و چیزی با تن حساس آنها در تماس نباشد. در این عکس هم چنین است. یک لایه گازی-ابری-غباری گویی مانند پتویی نرم ستارگان را در بر گرفته است. درباره این عکس چند واژه مرسوم شد که کمی توضیح می‌دهم. در عکس دره‌ها و کوه‌هایی دیده می‌شود که گویی لبه یا مرزهای ابرواره است و نواحی‌ای هستند که ستارگان زاده می‌شوند. توجه شما را به این نکته جلب می‌کنم که این عکس دوبعدی را سه‌بعدی تصور کنید یا در اینترنت عکس‌های سه‌‌بعدی را نگاه کنید. در این ابرواره تابش‌های فرابنفش هم وجود دارد که در ستاره‌زایی نقشی مهم دارند. اخترشناسان در این ناحیه که زایشگاه ستارگان است، در پی پاسخ به پرسش‌هایی مهم درباره ستارگان کم‌جرم هم هستند. در این ابرواره ستارگانی با رده اِی‌جی‌بی هم هستند که داده‌های جیمز وب فهم ما را بسیار بهبود خواهد بخشید. در این ابرواره دو چیز شگفت دیگر وجود دارد که بسیار کم به آن پرداخته‌اند. یکی نواحی‌ای با نام «هربیگ-هارو» است و دیگری سازوکار یا فراروندی اخترفیزیکی با نام «برون‌ریزی دوقطبی یا اُستَچان دوقطبی» است که در اطراف ستارگان جوان دیده می‌شود. نوشتن درباره این ابرواره زیبا را همین‌جا پایان می‌دهم و آرزو می‌کنم عکس‌های جیمز وب بیش از هر رسانه‌ای در کتاب‌های درسی فرزندان این مرز‌و‌بوم دیده شود. دیدن این عکس‌ها و حتی درست‌کردن قاب زیبا از آنها به کار نمی‌آید. این عکس‌ها باید در کتاب درسی فرزندان ایران باشد تا شاید روزی از روزها، روزی که امید داریم چراغ دانایی در تاریکی برافروخته شود، نسل جوان اخترشناس ایرانی در پروژه‌‌هایی این‌چنین نقش داشته باشند.

کالبدشکافی جو سیاره‌ای  در  دوردست

یکی از عکس‌های شاهکاری که از جیمز وب رونمایی شد، درباره یک سیاره فراخورشیدی یا به زبانی پرسون‌تر و فنی‌تر سیاره اُستَرخورشیدی است. سیاره فراخورشیدی WASP-96 از رده سیارات برجیس‌گون یا کیوان‌گونِ داغ است، در فاصله‌ای نزدیک به ستاره مادر؛ در فاصله یک‌بیستم واحد اخترشناسی -یعنی فاصله زمین تا خورشید. ستاره مادر از رده ستار‌گان خورشیدگون است. خورشید در نمودار ایچ-آر ستاره‌ای با اندازه بسیار متوسط است. با شعاع 700 هزار کیلومتر و دمای سطحی اندکی کمتر از پنج‌هزارو600 درجه کلوین. بگذارید ابتدا کمی از سازوکار سیارات فراخورشیدی بگویم. سیاره‌ها زمانی که ستاره‌ای در حال زایش است، شکل می‌گیرند. سامانه‌های ستاره-سیاره‌ای می‌توانند پرگونی بسیار داشته باشند. از نمونه‌ای کم‌نظیر همچون سامانه یا راژمان خورشیدی خودمان تا ستاره‌ای با یک تک‌سیاره. سامانه‌ خورشیدی تا جایی که می‌دانیم کم‌نظیر است. مجموعه‌ای از سیاره‌های سنگی همچون تیر، ناهید، زمین و مریخ در یک‌سو، سیاره‌های غول گازی مانند برجیس و کیوان و اورانوس و نپتون از سوی دیگر و پلوتو سیاره کوتوله، مجموعه‌ای بی‌مانند را شکل داده‌اند. دانش کشف سیاره‌های فراخورشیدی بسیار نوپاست و نیازمند ابزارهای فناورانه بسیار پرتوان است که جیمز وب یکی از آنهاست. سیاره‌های فراخورشیدی به شیوه‌های گوناگونی می‌توانند کشف شوند. ساده‌ترین روش که به فکر هر کسی هم می‌رسد «عکس‌برداری مستقیم» از سیاره است. شیوه‌ای که محدودیت‌های زیادی دارد. روش دیگر «عدسی گرانشی» است که نوپا و رو به پیشرفت است. سه روش دیگر هم عبارت‌اند از «سرعت شعاعی»، «گذر» و «منحنی فاز». هرکدام از این روش‌ها مزایا و محدودیت‌هایی دارند و به برخی شاخص‌های اخترشناختی مانند فاصله از زمین و فاصله سیاره از ستاره‌اش و جایی که قرار دارد و زاویه‌ای که می‌توان آن را آشکارسازی کرد، می‌پردازند؛ اما در این میان جیمز وب یک کار بی‌نظیر انجام داده است. بگذارید ابتدا بگویم تفاوت طیف‌سنجی و عکس‌برداری چیست. عکس‌برداری یعنی اینکه شما از جرمی اخترشناسی تصویری تهیه کنید. هرچه وضوح بیشتر باشد، عکس جزئیات بیشتری به ما می‌دهد اما درنهایت عکس است. اما طیف‌سنجی یا طیف‌نگاری یا بیناب‌نمایی کاری خارق‌العاده است. با در دست داشتن طیف می‌توان از عنصرها یا ‌بُن‌پارهای یک چیز آگاه شد. طیف‌ها دو دسته کلی نشری و جذبی دارند که موضوع بحث ما نیست. اما کاری که جیمز وب کرده چیست؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب توانسته از جو سیاره‌ای فراخورشیدی طیف‌سنجی کند و نمودار طیف را به‌دست آورد. وقتی می‌خواهیم بفهمیم در جو سیاره‌ای چه عنصر‌ها یا بن‌پارهایی وجود دارد، باید طیف آن را به‌دست آوریم. درواقع یکی از اصلی‌ترین و اساسی‌ترین کارهایی که باید برای یافتن زیست هوشمند در سیارات فراخورشیدی انجام دهیم، طیف‌سنجی است. عنصرها در طول موج ویژه‌ای تابش دارند و در طول موج ویژه‌ای، جذب. همین منحصربه‌فرد‌بودن سبب می‌شود اخترشناسان در نمودار طیف بفهمند چه بُن‌پاری وجود دارد. حال به این نمودار بی‌مانند نگاه کنید. محور عمودی آن به زبان خیلی ساده شدت تابش است یا حتی ساده‌تر از آن، تعداد عنصرهای خاصی در جو سیاره در واحد میلیون است. کمینه آن 13هزارو600 است و بیشینه آن 14هزارو 800 است. نمودار افقی هم طول موج است. یادتان باشد که طول موج و بسامد دو روی یک سکه‌اند. می‌دانیم که ستارگان گوی‌های داغ درخشانی هستند که اگر همچون خورشید باشند -یعنی مثل ستاره‌ای که این سیاره شکارشده توسط جیمز وب گرد آن می‌گردد، به دلیل واکنش‌های هسته‌ای نور و گرما تولید می‌کند. نور ستاره مرکزی از جو و به زبانی فنی‌تر از لایه‌های بالایی جو سیاره عبور می‌کند. با طیف‌سنجی از این نور عبوری اخترشناسان درمی‌یابند که در جو سیاره چه عنصر با بن‌پاری با چه مقدار فراوانی وجود دارد. این کاری که جیمز وب انجام داده شاهکار است. به نمودار بازگردیم. نقطه‌های سفیدرنگ داده‌ها در هر طول موجی است. اخترشناسان با تحلیل‌های آماری و رایانشی نمودار را با نقطه‌های سفید، نقطه‌گون می‌کنند. این خط‌های عمودی هم که از نقاط سفید عبور کرده‌اند و بالا-پایین آنها بسته است و درازاهای مختلفی دارند، خطاهای اندازه‌گیری هستند. خطای اندازه‌گیری بخش جدانشدنی از کار آزمایشگاه و تجربی است. بد نیست همین‌جا به این نکته اشاره کنم که در رشته‌های دانش‌های زاستاری همچون فیزیک و نیز رشته‌های مهندسی ضروری است دانشجویان به اهمیت خطاها و انواع آن آگاه شوند. همچنین لازم است بدانند با خطاها چه کنند. در این نمودار طیف‌سنجی که به اندازه صدها عکس سیارات فراخورشیدی می‌ارزد، محور افقی یا همان طول موج بر اساس میکرون است. اگر خوب به نمودار توجه کنید منحنی آبی‌رنگی هم می‌بینید. در نگاه نخست این خم یا منحی بدشکل و بی‌قاعده به نظر می‌رسد و اصلا شبیه به نمودارهای شسته‌ورفته که در دبیرستان دیده‌ایم، نیست. اما این نمودار به آن نقطه‌های سفید معنا می‌دهد. برای فهم آن نقاط سفیدرنگ باید فراروندی با نام برازش را انجام دهیم. برازش به زبان ساده یعنی پیدا‌کردن بهترین مدل یا معادله‌ای که در بیشترین تعداد نقطه‌های سفید درست باشد. این خم آبی‌رنگ درواقع بهترین مدل برازش‌شده روی نقاط سفید است که به ما اطلاعات زیادی درباره طیف سیاره می‌دهد. چیز دیگری در این نمودار چشمک می‌زند. چندین جای خط آبی‌رنگ، به‌ویژه در سه قله از خم، نوشته‌ شده «مولکول آب». یافتن بُن‌پارهای گوناگون یک طرف، یافتن آب روی یک سیاره فراخورشید در حالت‌های مختلف و در طول‌موج‌های گوناگون یک طرف دیگر. چرا؟ چون دانش ما تا به امروز نشان می‌دهد که آب عنصر مهمی برای پیدایش و پایداری زیست است. یادمان باشد در کنار آب، بُن‌پار کربن هم برای زیست ضروری است و به همین دلیل است که می‌گویند زیست کربنی. آنچه در این بخش کوتاه خواندید درباره یکی از کشف‌های درخشان جیمز وب است و یافتن سیاره‌های فراخورشیدی که امروز نزدیک به پنج هزار مورد از آنها ثبت شده‌اند پرشتاب ادامه خواهد داشت. کسی چه می‌داند! شاید جیمز وب ما را با یافتن سیاره‌های بسیار شبیه به زمین و در جایی موسوم به کمربند زیست شگفت‌زده کند.

‌«جیمز وب»؛ برنامه‌ها و شگفتی‌ها

تلسکوپ فضایی جیمز وب که به تاریخ 25 دسامبر 2021 پرتاب شد، عکس‌های فوق‌العاده‌ای، از جمله رقص کیهانی و مهدکودک ستاره‌ای را ارسال کرده است. «بهرام مبشر»، استادتمام اخترشناسی مشاهده‌ای دانشگاه کالیفرنیا-ریورساید در این‌ باره می‌گوید: «پس از 30 سال کار سخت و مداوم، هزینه‌های بسیار و نیز فرایند شش‌ماهه پایانی تا پرتاب و استقرار در نقطه مورد نظر، حالا این تلسکوپ افق جدیدی را بازگشایی کرده است». «بهرام مبشر» بناست در نشستی در پاریس شرکت کند تا طی برنامه‌ای با نام شبکه کیهانی درباره چگونگی بهره‌برداری از داده‌های جیمز وب صحبت کند. به گفته «مبشر» برنامه شبکه کیهانی توسط پژوهشگرانی از مؤسسه فناوری روچستر و دانشگاه آستین در تگزاس هدایت می‌شود. او می‌افزاید داده‌های جیمز وب کتاب‌های درسی اخترشناسی را تغییر خواهد داد. او می‌گوید اگر جیمز وب می‌تواند با صرف چند ساعت نوردهی چنین عکس‌هایی فراهم آورد، در بلندمدت چه کارهای بزرگی را رونمایی خواهد کرد. «مبشر» می‌گوید اکتشاف‌هایی را پیش‌رو داریم که نه انتظارش را داریم و نه به آن فکر می‌کنیم. او که خود زمانی از افراد برجسته تهیه عکس فراژرف هابل بود، می‌گوید: «بسیاری از اخترشناسان همچون خودش بر این باورند که هیجان نخستین عکس جیمز وب از هیجان نخستین عکس فراژرف هابل که خودش هم آن را به‌دست آورد، به مراتب بیشتر است». او معتقد است که شفافیت، ژرفا و تراکمی که از کهکشان‌ها می‌بینیم شگفت‌آور است. اکنون می‌توانیم کهکشان‌هایی را ببینیم که هابل برایمان آشکار نکرد، اما جیمز وب این کار را خواهد کرد و این به خودی خود یک شاهکار و دستاورد است. «مبشر» که به تازگی در میان هزار دانشمند برتر فیزیک جای گرفته، به همراه دانشمندی از دانمارک برنده جایزه‌ای شده است که به پروژه جیمز وب مربوط است و همچنین به کهکشان‌هایی که 200 میلیون سال پس از مهبانگ شکار شدند.