غالبًا ما يشار إلى تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / وكالة الفضاء الكندية باعتباره خليفة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية. في الواقع ، هو الوريث لأكثر من ذلك بكثير. مع تضمين أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) ، نجح ويب أيضًا في التلسكوبات الفضائية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء مثل مرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ISO) وتلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا.
في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، يختلف الكون تمامًا عما اعتدنا على رؤيته بأعيننا. تمتد من 3 إلى 30 ميكرومترًا ، تكتشف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة الأجرام السماوية بدرجات حرارة تتراوح بين 30 و 700 درجة مئوية في هذا الوضع ، تتوهج الآن الكائنات التي تبدو مظلمة في صور الضوء المرئي بشكل ساطع.
يقول جيليان رايت ، الباحث الرئيسي في الاتحاد الأوروبي الذي طور أداة MIRI. - تم الحصول على أول لمحات حقيقية من الأشعة تحت الحمراء المتوسطة للفضاء باستخدام ISO ، والتي تم تشغيلها من نوفمبر 1995 إلى أكتوبر 1998. عند وصوله إلى المدار في عام 2003 ، أحرز سبيتزر مزيدًا من التقدم في أطوال موجية مماثلة. سلط كل من اكتشافات ISO و Spitzer الضوء على الحاجة إلى قدرات متوسطة للأشعة تحت الحمراء مع مناطق تجميع أكبر لحساسية أفضل ودقة زاويّة لمعالجة العديد من الأسئلة المهمة في علم الفلك. "
بدأ جيليان وآخرون يحلمون بآلة يمكنها رؤية الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بتفاصيل حية. لسوء حظهم ، رأت وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) أن الأطوال الموجية الأقصر للأشعة تحت الحمراء القريبة هي الهدف الأساسي لـ Webb. قادت وكالة الفضاء الأوروبية تطوير مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة يسمى NIRSpec ، بينما كانت ناسا تهدف إلى تصوير حراري يسمى NIRCam.
رأت جيليان وزملاؤها فرصة سانحة عندما أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية عن دعوة لتقديم طلبات لدراسة مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة. "لقد قادت فريقًا أرسل ردًا جريئًا إلى حد ما. قال إننا سوف ندرس مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة ، لكن سيكون لدينا أيضًا قناة إضافية تتعامل مع كل دراسات علوم الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. وقد قدمنا حالة علمية تفسر سبب كون علم فلك الأشعة تحت الحمراء المتوسطة رائعًا على ويب ، "كما تقول.
على الرغم من أن فريقها لم يفز بهذا العقد بعينه ، إلا أن هذه الخطوة الجريئة ساعدت في رفع صورة علم فلك الأشعة تحت الحمراء المتوسطة في أوروبا ، وقد تمت دعوتها هي نفسها لتمثيل تلك الاهتمامات العلمية في دراسة أخرى لوكالة الفضاء الأوروبية تبحث في قدرة الصناعة الأوروبية على بناء أجهزة الأشعة تحت الحمراء. . بدعم من المؤسسات الأكاديمية من جميع أنحاء أوروبا ، تم تخصيص جزء من هذا البحث للأجهزة في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة.
كانت النتائج مشجعة للغاية ، كما كانت نتائج الدراسات الموازية بقيادة الولايات المتحدة ، بحيث أصبح الاهتمام بمثل هذا الجهاز أكبر. بعد أن جمعت مجموعة دولية من العلماء والمهندسين في أوروبا الراغبين والقادرين على تصميم الأداة وبنائها - والأهم من ذلك ، جمع الأموال للقيام بذلك - شجعت جيليان وزملاؤها وأقنعوا تدريجيًا وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) لتضمينها في برنامج Webb.
لم يكن توسيع القيادة الأوروبية في طريقة العمل هذه إلى مجال التعاون الدولي مع الولايات المتحدة ، إلى مهمة ناسا الرئيسية ، حيث تختلف ثقافة صناعة الأدوات كثيرًا ، وصفة مضمونة للنجاح. يقول José Lorenzo Alvarez ، مدير أداة MIRI في ESA: "كان الخوف الأكبر هو أن هذا التعقيد سيكون أكبر تهديد للأداة". لكن المجازفة آتت أكلها.
بالإضافة إلى جذب أموالهم الخاصة ، تلقى الكونسورتيوم تحذيرًا آخر: يجب ألا تؤثر الأداة على درجات حرارة تشغيل ويب والبصريات. بعبارة أخرى ، سيظل التلسكوب محسنًا لأجهزة الأشعة تحت الحمراء القريبة ، وستأخذ MIRI كل ما يمكنها الحصول عليه. هذا من شأنه أن يحد من أداء الجهاز بما يتجاوز عشرة ميكرومتر ، ولكن بالنسبة لجيليان ، كان الثمن زهيدًا.
كانت واحدة من أكبر العقبات التكنولوجية هي أن MIRI كان عليها أن تعمل في درجة حرارة أقل من أجهزة الأشعة تحت الحمراء القريبة. تم تحقيق ذلك باستخدام آلية المبرد بالتبريد التي يوفرها مختبر الدفع النفاث التابع لناسا. لكي تكون حساسة لموجات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، تعمل MIRI عند درجة حرارة حوالي -267 درجة مئوية.
وهذا أقل من متوسط درجة حرارة سطح بلوتو البالغ حوالي 40 كلفن (-233 درجة مئوية). من قبيل الصدفة ، هذه هي درجة الحرارة التي تعمل عندها الأجهزة الأخرى والتلسكوب. كلتا درجات الحرارة منخفضة للغاية ، ولكن بسبب هذا الاختلاف ، فإن الحرارة من التلسكوب ستظل تتسرب إلى MIRI بمجرد توصيلها بالتلسكوب إذا لم يتم عزلهما حرارياً عن بعضهما البعض.
التحدي الآخر هو المساحة المحدودة المتاحة للأداة على التلسكوب. كان هذا أكثر صعوبة لأنه كان من المفترض أن تكون MIRI عبارة عن أداتين في جهاز واحد - جهاز تصوير ومقياس طيف. هذا يتطلب بعض أعمال التصميم الذكية.
حتى بعد اكتمال الجهاز وتسليمه إلى وكالة ناسا للتكامل مع بقية التلسكوب ، واجه الفريق المزيد من التحديات.
استغرق بناء التلسكوب شديد التعقيد وقتًا أطول مما يمكن أن يتخيله أي شخص ، مما يعني أن MIRI والأدوات الأخرى يجب أن تبقى على الأرض لفترة أطول بكثير مما كان مخططًا له في الأصل.
بعد ذلك ، في يوم عيد الميلاد عام 2021 ، سلمت مركبة الإطلاق آريان 5 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية المركبة الفضائية إلى المدار في إطلاق مثالي. على مدى الأسابيع والأشهر التالية ، أعدت الفرق الأرضية التلسكوب وأدواته وسلمتهم إلى العلماء. إلى جانب أدوات أخرى ، ترسل MIRI الآن بيانات لم يحلم بها سوى العلماء.
ظهرت بيانات MIRI على نطاق واسع في أقدم صور ويب ، بما في ذلك "الجبال" و "الوديان" لسديم كارينا ، ومجموعة المجرات المتفاعلة ستيفان كوينت ، وسديم الحلقة الجنوبية. استمرت الصور اللاحقة في رفع المستوى من حيث الجمال والعلم. ومع ذلك ، نظرًا لأن MIRI يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام من أي جهاز سابق للأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، فقد تم أيضًا رفع الشريط من حيث إمكانات تفسير الصور.
لكن هذا هو جوهر العلوم المتقدمة ، ويسارع علماء الفلك بالفعل لتطوير نماذج حاسوبية أكثر تفصيلاً يمكن أن تخبرهم المزيد عن العمليات الفيزيائية المختلفة التي تسبب ظهور البيانات في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة.
لدى MIRI ، إلى جانب الأدوات الأخرى الموجودة على الويب ، القدرة على تطوير كل مجال من مجالات علم الفلك. هذا هو نوع العلم التحويلي الذي يصبح ممكنًا فقط من خلال توسع كبير في الاحتمالات. وهي شهادة عظيمة على العمل الجماعي والتعاون الدولي الذي ساهم في بناء التلسكوب بشكل عام ، و MIRI بشكل خاص.
يمكنك مساعدة أوكرانيا في محاربة الغزاة الروس. أفضل طريقة للقيام بذلك هي التبرع بالأموال للقوات المسلحة لأوكرانيا من خلال الحفاظ على الحياة او من خلال الصفحة الرسمية NBU.
اقرأ أيضا:
- اكتشف هابل زوجًا من أجسام جيربيج أرو في كوكبة الجبار
- سوف يدرس تلسكوب جيمس ويب الكواكب الخارجية الصالحة للحياة