واصل فريق ويب هذا الأسبوع إحراز تقدم في محاذاة التلسكوب مع أداة NIRCam. بين أخذ البيانات لفهم المكونات الضوئية ، نواصل فحص الأدوات العلمية. ال أداة NIRSpec يشتمل على مصفوفة ميكروشوتير من ربع مليون نافذة متحركة صغيرة ، حجم كل منها 0.1 × 0.2 ملم. تسمح مصفوفة microshutter للعلماء باستهداف مجرات معينة في المجالات التي يدرسونها ، مع إغلاق النوافذ الموجودة في الخلفية أو غيرها من الأشياء التي من شأنها أن تلوث الأطياف. لقد بدأنا في اختبار الآلية والإلكترونيات التي تتحكم وتشغل الشتر الصغير.
في الأسابيع الأخيرة ، شاركنا تقنية لنمذجة الكون المبكر نظريًا. سنناقش اليوم برنامج رصد لمساعدتنا في الإجابة على بعض هذه الأسئلة. يخبرنا ماسيمو ستيافيلي ، رئيس مكتب بعثة ويب في معهد علوم تلسكوب الفضاء ، عن تحقيقاته المخطط لها للنجوم والمجرات الأولى:
"التركيب الكيميائي للكون المبكر ، بعد الانفجار العظيم مباشرة ، هو نتاج العمليات النووية التي حدثت في الدقائق القليلة الأولى من وجود الكون. تُعرف هذه العمليات باسم "التركيب النووي البدائي". أحد تنبؤات هذا النموذج هو أن التركيب الكيميائي للكون المبكر يتكون إلى حد كبير من الهيدروجين والهيليوم. لم يكن هناك سوى آثار للعناصر الأثقل ، والتي تشكلت لاحقًا في النجوم. تتوافق هذه التنبؤات مع الملاحظات ، وهي في الواقع واحدة من الأدلة الرئيسية التي تدعم نموذج الانفجار الكبير الساخن.
تشكلت النجوم الأولى من مادة بهذا التكوين البدائي. إن العثور على هذه النجوم ، التي يطلق عليها عادة "النجوم الأولى" أو "النجوم الثالثة للسكان" ، هو التحقق المهم من نموذجنا الكوني ، وهو في متناول تلسكوب جيمس ويب الفضائي. قد لا يكون Webb قادرًا على اكتشاف النجوم الفردية من بداية الكون ، ولكن يمكنه اكتشاف بعض المجرات الأولى التي تحتوي على هذه النجوم.
"إحدى الطرق لتأكيد ما إذا كنا نعثر على النجوم الأولى هي القياس الدقيق لمعدن المجرات البعيدة جدًا. المصطلح الفلكي ، المعدنية ، هو قياس كمية المادة الأثقل من الهيدروجين والهيليوم - لذا فإن المجرة ذات المعادن المنخفضة تشير إلى أنها مكونة من هذه "النجوم الأولى". تم تأكيد وجود إحدى أكثر المجرات البعيدة التي تم اكتشافها حتى الآن ، والمعروفة باسم MACS1149-JD1 ، في الانزياح نحو الأحمر 9.1 وأصدر الضوء الذي نراه عندما كان عمر الكون 600 مليون سنة فقط. كان الضوء القادم من هذه المجرة البعيدة يسافر منذ ذلك الحين وهو يصل إلينا الآن.
"في السنة الأولى لعلم ويب ، لدي برنامج مراقبة لدراسة هذه المجرة وتحديد معدنيتها. سأفعل ذلك من خلال محاولة قياس النسبة في قوة خطين طيفيين تنبعثان من أيونات الأكسجين ، المنبعثة في الأصل من الضوء المرئي البنفسجي والأزرق والأخضر (أطوال موجية لإطار الراحة عند 4,363 أنجستروم و 5,007 أنجستروم). بفضل الانزياح الكوني إلى الأحمر ، يمكن الآن اكتشاف هذه الخطوط في أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء التي يمكن أن يراها ويب. يمكن أن يوفر استخدام نسبة سطرين من نفس الأيون قياسًا رائعًا لدرجة حرارة الغاز في هذه المجرة ، ومن خلال نمذجة نظرية بسيطة نسبيًا ، سيوفر قياسًا قويًا لمعدنيتها.
"التحدي هو أن أحد هذه الخطوط عادة ما يكون ضعيفًا للغاية. ومع ذلك ، يميل هذا الخط إلى أن يصبح أقوى في المعادن الأقل. لذلك إذا فشلنا في اكتشاف الخط وقياس المعدن لـ MACS1149-JD1 ، فمن المحتمل أن يعني ذلك أنه قد تم إثرائه بالفعل بواسطة العناصر الأثقل ، ونحن بحاجة إلى مزيد من البحث بجدية أكبر. سواء كنت تستخدم بياناتي أو مع برامج مستقبلية ، أتوقع تمامًا أنه خلال فترة تشغيله ، سيكون Webb قادرًا على العثور على كائنات ذات نسبة معدنية منخفضة بما يكفي للاحتفاظ بمفاتيح لفهم الجيل الأول من النجوم. "
ماسيمو ستيافيلي ، رئيس مكتب بعثة ويب ، معهد علوم تلسكوب الفضاء
كتب بواسطة:
- جوناثان جاردنر ، نائب كبير علماء مشروع ويب ، وكالة ناسامركز جودارد لرحلات الفضاء
- ألكسندرا لوكوود ، عالمة مشروع للاتصالات العلمية Webb ، معهد علوم تلسكوب الفضاء
