ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو مثل حفلة القرن التي تتأخر باستمرار. نظرًا لتعقيدها الشديد وبعض القراءات الشاذة التي تم اكتشافها أثناء اختبار الاهتزاز ، تم تأجيل تاريخ إطلاق هذا التلسكوب عدة مرات - من المتوقع حاليًا إطلاقه في وقت ما في عام 2021. ولكن لأسباب واضحة ، لا تزال ناسا ملتزمة برؤية هذا المهمة من خلال.
بمجرد نشرها ، سيكون JWST أقوى تلسكوب فضائي قيد التشغيل ، وستكشف مجموعة أدواتها المتقدمة عن أشياء عن الكون لم يسبق رؤيتها من قبل. من بين هذه الأجواء الكواكب خارج الطاقة الشمسية ، والتي ستتألف في البداية من عمالقة الغاز. من خلال القيام بذلك ، ستقوم JWST بتنقيح البحث عن الكواكب الصالحة للسكن ، وفي النهاية تبدأ في فحص بعض المرشحين المحتملين.
ستقوم JWST بذلك بالتزامن مع القمر الصناعي للمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) ، والذي تم نشره في الفضاء في أبريل من عام 2018. كما يوحي الاسم ، سيبحث TESS عن الكواكب باستخدام طريقة العبور (المعروف أيضًا باسم قياس الضوء العابر) ، حيث تتم مراقبة النجوم بحثًا عن انخفاضات دورية في السطوع - ناتجة عن كوكب يمر أمامها بالنسبة للمراقب.
سيتم إجراء بعض الملاحظات الأولى لـ Webb من خلال برنامج علوم الإصدار المبكر التقديري للمدير - فريق كوكب خارج المجموعة العابرة في مركز عمليات العلوم في Webb. يخطط هذا الفريق لإجراء ثلاثة أنواع مختلفة من الملاحظات التي ستوفر معرفة علمية جديدة وفهمًا أفضل لأدوات العلوم في Webb.
كما أوضح جاكوب بين من جامعة شيكاغو ، الباحث الرئيسي المشارك في مشروع الكواكب الخارجية العابرة ، في بيان صحفي لوكالة ناسا:
"لدينا هدفين رئيسيين. الأول هو نقل مجموعات بيانات الكواكب الخارجية العابرة من ويب إلى المجتمع الفلكي في أقرب وقت ممكن. والثاني هو القيام ببعض العلوم العظيمة حتى يتمكن الفلكيون والجمهور من رؤية مدى قوة هذا المرصد ".
كما أضافت ناتالي باتالها من مركز ناسا أميس للأبحاث ، الباحث الرئيسي للمشروع:
"هدف فريقنا هو توفير المعرفة والرؤى الهامة للمجتمع الفلكي الذي سيساعد على تحفيز أبحاث الكواكب الخارجية والاستفادة من ويب بشكل أفضل في الوقت المحدود المتاح لدينا."
لملاحظتهم الأولى ، JWST سيكون مسؤولاً عن وصف الغلاف الجوي لكوكب الأرض من خلال فحص الضوء الذي يمر عبره. يحدث هذا عندما يمر كوكب أمام نجم ، وتوفر طريقة امتصاص الضوء بأطوال موجية مختلفة أدلة على التركيب الكيميائي للغلاف الجوي. لسوء الحظ ، لم يكن لدى التلسكوبات الفضائية الحالية الدقة اللازمة لمسح أي شيء أصغر من عملاق الغاز.
ال JWST ، بأدوات الأشعة تحت الحمراء المتطورة ، ستقوم بفحص الضوء الذي يمر عبر أجواء الكواكب الخارجية ، وتقسيمه إلى طيف قوس قزح ، ثم استنتاج تكوين الغلاف الجوي بناءً على أقسام الضوء المفقودة. لهذه الملاحظات ، اختار فريق المشروع WASP-79b ، وهو كوكب خارجي بحجم كوكب المشتري يدور حول نجم في كوكبة Eridanus ، على بعد 780 سنة ضوئية من الأرض.
يتوقع الفريق اكتشاف وقياس وفرة الماء وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في WASP-79b ، ولكنه يأمل أيضًا في العثور على جزيئات لم يتم اكتشافها بعد في أجواء الكواكب الخارجية. في ملاحظتهم الثانية ، سيراقب الفريق كوكب المشتري الساخن المعروف باسم WASP-43b ، وهو كوكب يدور حول نجمه بفترة تقل عن 20 ساعة.
مثل جميع الكواكب الخارجية التي تدور بالقرب من نجومها ، فإن هذا الغاز العملاق مغلق بشكل محكم - حيث يواجه جانب واحد دائمًا النجم. عندما يكون الكوكب أمام النجم ، يكون الفلكيون قادرين فقط على رؤية مؤخره الأكثر برودة. ولكن عندما يدور ، يظهر جانب النهار الحار ببطء. من خلال مراقبة هذا الكوكب لكامل مداره ، سيكون الفلكيون قادرين على مراقبة هذه الاختلافات (المعروفة باسم منحنى الطور) واستخدام البيانات لرسم خريطة درجة حرارة الكوكب والغيوم وكيمياء الغلاف الجوي.
ستسمح لهم هذه البيانات بتجربة الغلاف الجوي إلى أعماق مختلفة والحصول على صورة أكثر اكتمالاً للهيكل الداخلي للكوكب. كما بينت الفول:
لقد رأينا بالفعل اختلافات كبيرة وغير متوقعة لهذا الكوكب مع هابل وسبيتزر. مع Webb سنكشف عن هذه الاختلافات بتفصيل أكبر بكثير لفهم العمليات الفيزيائية المسؤولة. "
في ملاحظتهم الثالثة ، سيحاول الفريق مراقبة كوكب عابر مباشرة. هذا أمر صعب للغاية ، حيث نرى كيف أن ضوء النجم أكثر إشراقًا وبالتالي يحجب الضوء الخافت المنعكس عن الغلاف الجوي للكوكب. إحدى طرق معالجة ذلك هي قياس الضوء القادم من نجم عندما يكون الكوكب مرئيًا ، ومرة أخرى عندما يختفي خلف النجم.
بمقارنة القياسين ، يستطيع الفلكيون حساب مقدار الضوء القادم من الكوكب وحده. تعمل هذه التقنية بشكل أفضل مع الكواكب الساخنة جدًا التي تتوهج بشكل ساطع في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، ولهذا السبب اختاروا WASP-18b لهذه الملاحظة - كوكب المشتري الساخن الذي يصل إلى درجات حرارة حوالي 2900 كلفن (2627 درجة مئوية ؛ 4800 درجة فهرنهايت). في هذه العملية ، يأملون في تحديد تركيبة الستراتوسفير الخانقة للكوكب.
في النهاية ، ستساعد هذه الملاحظات على اختبار قدرات JWST ومعايرة أدواتها. سيكون الهدف النهائي هو فحص أجواء الكواكب الخارجية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن ، والتي ستتضمن في هذه الحالة كواكب صخرية (تعرف أيضًا باسم "شبيهة بالأرض") تدور حول نجوم قزمة حمراء منخفضة الكآبة. بالإضافة إلى كونه النجم الأكثر شيوعًا في مجرتنا ، يُعتقد أيضًا أن الأقزام الحمراء هي المكان الأكثر احتمالًا للعثور على الكواكب الشبيهة بالأرض.
كما أوضح كيفين ستيفنسون ، الباحث في معهد علوم تلسكوب الفضاء والباحث الرئيسي في المشروع:
"يجب أن يحدد موقع TESS أكثر من اثنتي عشرة كواكب تدور في مناطق صالحة للأقزام الحمراء ، قد يكون بعضها صالحًا للسكن. نريد أن نعرف ما إذا كانت هذه الكواكب لها أجواء وسيكون ويب هو الذي يخبرنا. ستقطع النتائج شوطا طويلا نحو الإجابة على السؤال عما إذا كانت الظروف المواتية للحياة شائعة في مجرتنا ".
ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيكون المرصد الرائد الأول لعلوم الفضاء في العالم بمجرد نشره ، وسيساعد الفلكيين على حل الألغاز في نظامنا الشمسي ، ودراسة الكواكب الخارجية ، ومراقبة أقدم فترات الكون لتحديد كيفية تطور هيكله الواسع النطاق بمرور الوقت. لهذا السبب ، من المفهوم لماذا تطلب وكالة ناسا أن يكون المجتمع الفلكي صبورًا حتى يتأكد من أنه سينتشر بنجاح.
عندما تكون المكافأة أقل من الاكتشافات الرائدة ، فمن الإنصاف أن نكون مستعدين للانتظار. في هذه الأثناء ، تأكد من مشاهدة هذا الفيديو حول كيفية دراسة العلماء للأجواء خارج كوكب الأرض ، بإذن من معهد علوم تلسكوب الفضاء:
