تلسکوپ «جیمز وب» ناسا آماده است تا تصاویر و مشاهدات تازهای از جهانهای دور ارائه دهد؛ اما در عین حال قرار است نگاهی بیسابقه به یکی از کوچکترین اجزای کیهان نیز فراهم کند: غبار فضایی. بخشی از این غبار میتواند نور تازهای بر فرآیندهای بزرگ کیهانی — مانند چگونگی شکلگیری ستارگان و کهکشانها — بتاباند.
این غبار چیست و چرا اهمیت دارد؟
کوچکترین ذرات این غبار از نظر فنی هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای (PAHs) نامیده میشوند. این مولکولها — که با نام اختصاری PAHs شناخته میشوند — از رایجترین انواع مولکولها در فضا هستند. ساختار آنها متشکل از «شبکهای ششضلعی» بههمپیوسته است؛ مشابه یک توری فلزی ساختهشده از حلقههای ششگوش.
به گزارش واحد خبر مرکز مطالعات و پژوهش های فلکی ـ نجومی به نقل از nasa ، پس از کشف آنها در دهه ۱۹۸۰، ستارهشناسان مولکولهای PAHs را در مناطق گوناگونی یافتند: در ابرهای گازی که ستارگان در آن شکل میگیرند، در برخی کهکشانهای قدیمی، و همچنین در جوّ قمر زحل، «تیتان».
در گذشته، غبار فضایی مانعی برای رصدهای نجومی بهشمار میرفت، زیرا تلسکوپها توان نفوذ در ابرهای تاریک و متراکم غبار را نداشتند. اما با ظهور عصر نجوم فروسرخ، تلسکوپها توانستند از این ابرها عبور کرده و نشان دهند که غبار فضایی تنها یک «پوشش» پنهانکننده نیست، بلکه عنصری کلیدی در شکلگیری ستارگان و سیارات است.
چرا «وب» یک جهش بزرگ محسوب میشود؟
تلسکوپ «وب» تواناییهای تفصیلی — از نظر قدرت تفکیک مکانی و طیفی — دارد که بسیار فراتر از همه تلسکوپهای فروسرخ پیشین است.
این دقت بالا به دانشمندان امکان میدهد جزئیاتی را ببینند که پیشتر قابل مشاهده نبود: چگونگی شکلگیری مولکولهای PAHs، چگونگی تغییر آنها در محیطهای مختلف کیهانی، و شیوه تکامل آنها در طول زمان.
وقتی این مولکولها با نور یک ستاره گرم میشوند، هنگام سرد شدن، نور فروسرخ منتشر میکنند. الگوهای این نور — یا همان طیف — همچون اثر انگشت مولکولهاست و اگر با دقت کافی ثبت شود، میتوان نوع مولکولی را که آن را تولید کرده شناسایی کرد.
با کمک تلسکوپها، آزمایشگاهها و رایانههای پیشرفته، دانشمندان تاکنون «امضای طیفی» حدود صد نوع مختلف از PAHs را شناسایی کردهاند و برآورد میشود که حدود چهار هزار نوع دیگر نیز وجود داشته باشد.
اهمیت کار «وب» در این است که ممکن است بتواند برای نخستین بار نوع دقیق این مولکولها را تنها از طریق دادههای طیفی شناسایی کند — نه فقط دستهبندی کلی آنها را. بدینترتیب، میتوان بین مولکولهایی با اندازه، شکل، یا بار الکتریکی متفاوت تمایز قائل شد.
اهمیت این کشف برای دانش نجوم
به نظر میرسد این پژوهش آغازی برای عصری نو در مطالعه غبار کیهانی باشد — عصری که برخی پژوهشگران آن را «نسخه ۲.۰ PAH» مینامند. این بدان معناست که «وب» برای نخستین بار میتواند «ارکستر کامل» مولکولهای ریز فضایی را که در کنار هم «هارمونی» کیهانی میسازند آشکار کند؛ همچون ارتعاش سیمی پنهان پیش از آنکه ستارگان و کهکشانها دیده شوند.
با بررسی گونههای مختلف غبار و پراکندگی آنها در مناطق گوناگون — از ابرهای گازی گرفته تا لبههای کهکشانها و اطراف ستارگان — میتوان تنوع عظیم اجرام کیهانی را بهتر درک کرد: از ستارگان تا سیارات و کهکشانها، و اینکه چگونه شکل میگیرند و در طول زمان تغییر میکنند.
تلسکوپ «وب» برای مأموریتی گسترده ساخته شده است: نه تنها برای رصد اجرام بزرگ و دوردست، بلکه برای کاوش در «جهان کوچک» — جهان مولکولی — و آشکارسازی اسرار بزرگ شیمیایی و فیزیکی: ترکیب مولکولها، چگونگی تولد ستارگان و سیارات، و شاید شرایطی که زمینه را برای پیدایش حیات در بخشهای دیگر کیهان فراهم میکند.