شاهکار جیمز وب با کمک داده‌های پرتو ایکس رنگ دیگری گرفت

چهار مورد از نخستین تصاویر علمی تلسکوپ قدرتمند جیمز وب ناسا با استفاده از داده‌های پرتو ایکس رصدخانه‌ی فضایی چاندرا تقویت شده‌اند و اطلاعات شگفت‌انگیزی را به نمایش می‌گذارند.

نخستین تصاویر علمی «تلسکوپ فضایی جیمز وب» (JWST) که در تابستان امسال ارائه شدند، خیلی سریع جنبه‌ی نمادین پیدا کردند اما اکنون یک تیم جدید با استفاده از داده‌های «رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا» (Chandra X-ray Observatory) نشان داده است که با وجود اینکه جیمز وب قوی‌ترین تلسکوپ فضایی ساخته شده تاکنون است اما قرار نیست کیهان را به‌تنهایی بررسی کند و زمانی که با ابزارهای دیگر همراه می‌شود اثری حتی بیشتر دارد.

جیمز وب برای دیدن کیهان در طیف فروسرخ طراحی شده است، بنابراین داد‌ه‌های رصدی آن به‌ویژه هنگامی که با ابزارهایی ترکیب می‌شود که فضا را در طول موج‌های دیگری می‌بینند، تقویت می‌شود. مانند تصاویری که با طیف پرتو ایکس حاصل از تلسکوپ چاندرا ترکیب شده و به گفته‌ی ناسا ویژگی‌های تازه‌ای را نشان می‌دهند که برای جیمز وب قابل مشاهده نبودند.

تصویر «پنج‌قلوی استفان» (Stephan’s Quintet) را در نظر بگیرید که در آن چهار کهکشان در یک رقص گرانشی پیچیده قفل شده‌اند و کهکشان پنجم از دور ناظر این رقص کیهانی است. تصویر جیمز وب از این کهکشان‌ها ویژگی‌هایی از جمله اثر برهم‌کنش‌های آن‌ها مانند دنباله‌های گازی و انفجارهای شدید تشکیل ستاره را نشان می‌دهد که اخترشناسان قبلا هرگز آن‌ها را ندیده بودند.

اما با کمک داده‌های چاندرا و تلسکوپ فضایی بازنشسته‌ی اسپیتزر ناسا، یک موج شوک که تا کنون دیده نشده بود، آشکار شد که گازها را تا ده‌ها میلیون درجه گرم می‌کند. این موج شوک توسط یکی از کهکشان‌ها ایجاد می‌شود که با سرعتی در حدود ۳ میلیون کیلومتر بر ساعت در میان کهکشان‌های دیگر می‌پیچد.

برخوردهای کیهانی تصویر کلیدی دیگر جیمز وب است که کهکشان دوردست «چرخ گاری» (Cartwheel) را به نمایش می‌گذارد. این کهکشان با برخورد با کهکشان کوچک‌تر در ۱۰۰ میلیون سال پیش، به شکل منحصربه‌فرد فعلی درآمده است.

در حالی که کهکشان کوچک‌تر در قلب کهکشان چرخ گاری جای گرفت یک دوره‌ی تشکیل ستاره‌ای شدید را آغاز کرد. داده‌های چاندرا نشان می‌دهد که پرتو ایکس از گازهای فوق گرم و ستاره‌های منفجر شده‌ی منفرد و همچنین از ستاره‌های نوترونی و سیاهچاله‌های که به‌شدت از مواد ستاره‌های همدم خود تغذیه می‌کنند، ساطع می‌شود.

شاید یکی از درخشان‌ترین عکس‌های اولیه‌ی جیمز وب مربوط به یک خوشه‌ی کهکشانی SMACS J0723 باشد که در فاصله‌ی ۴.۲ میلیارد سال نوری از زمین قرار گرفته است. افزودن داده‌های چاندرا به این مشاهدات، گازی را نشان می‌دهد که تا ده‌ها میلیون درجه گرم شده است.

خوشه‌هایی مانند SMACS J0723 میزبان هزاران کهکشان و همچنین مخازن وسیعی از گاز فوق داغ هستند. دانشمندان تخمین می‌زنند که گاز کشف شده توسط جیمز وب و با همراهی چاندرا، دارای جرم کلی حدود ۱۰۰ تریلیون برابر خورشید یعنی چند برابر بیشتر از جرم هر ستاره در هر کهکشان این خوشه است.

با این حال، هنوز چیزهای بیشتری برای دیدن وجود دارد. ماده‌ی تاریک در این خوشه جرم بیشتری نسبت به گاز دارد اما چون این بخش اسرارآمیز برهم‌کنشی با نور ندارد، بنابراین حتی با قدرت ترکیبی جیمز وب و چاندرا هم قابل مشاهده نیست.

چهارگانه‌ی تصاویر جدید با صخره‌های کیهانی «سحابی کارینا» (Carina Nebula) در لبه‌ی ناحیه‌ی ستاره‌زایی NGC 3324 تکمیل می‌شوند که مسلما خیره‌کننده‌ترین تصویر در اولین مجموعه تصاویر جیمز وب محسوب می‌شود.

تصویر چاندرا از این صخره‌های کیهانی، که حدود ۷۶۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارند، بیش از ده منبع پرتو ایکس را نشان می‌دهد که بیشتر آن‌ها ستارگانی هستند که در ناحیه‌ی بیرونی یک خوشه ستاره‌ای در سحابی کارینا قرار گرفته‌اند.

این ستارگان با سن بین ۱ تا ۲ میلیون سال از نظر کیهانی بسیار جوان محسوب می‌شوند و تابش اشعه ایکس درخشان‌تری نسبت به همتایان قدیمی خود دارند. داده‌های چاندرا از این منطقه به‌ویژه برای شناسایی ستارگان جوان در سحابی کارینا و تمایز آن‌ها از ستاره‌های قدیمی راه شیری که ممکن است در خط دید جیمز وب در کمین باشند، مفید است.

همچنین در نیمه‌ی بالایی تصویر چاندرا بهبود یافته از سحابی کارینا، تابش پرتو ایکس منتشر شده است که احتمالا از گاز داغ از پرجرم‌ترین و داغ‌ترین ستاره‌های منطقه می‌آید که درست خارج از میدان دید تصویر هستند.

جیمز وب در طول عمر عملیاتی خود، که قرار بود پنج سال طول بکشد، اما ممکن است به بیش از ۲۰ سال برسد، با سایر ابزارهای فضایی مانند چاندرا و همچنین با تلسکوپ‌های مستقر در اینجا روی زمین همکاری خواهد کرد. تصاویر جدید نشان می‌دهد که این همکاری‌ها در سال‌های آینده چقدر برای نجوم اهمیت خواهند داشت.

عکس‌ها: تصاویر علمی اولیه‌ی جیمز وب در ترکیب با داده‌های رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا
Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO; IR (Spitzer): NASA/JPL-Caltech; IR (Webb): NASA/ESA/CSA/STScI

منبع: Space