امروزه پیشرفته‌ترین تلسکوپ‌ها به ستاره‌شناسان در نگاه کردن به اجرام کیهانی دوردست کمک می‌کنند. اما مسیر رسیدن به فناوری امروز طولانی بوده است. در ادامه این مطلب نگاهی به پیشرفت تلکسوپ های فضایی از سال ۱۸۰۰ خواهیم داشت. مقایسه‌ای بین تصاویر قدیمی نجوم و تصاویر جدید جیمز وب به ما این پیشرفت را نشان می‌دهد.
بررسی پیشرفت تلکسوپ های فضایی از سال ۱۸۰۰ و قدرت جیمز وب
جدیدترین و قدرتمند ترین تلسکوپ نجومی ناسا، یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب از ماه جولای تاکنون تصاویر بسیار واضحی از دوردست‌ترین اجرام جهان ارائه کرده است. اما مدت‌ها قبل از پیشرفت تلکسوپ های فضایی، ستاره شناسان جهان را با استفاده از شکل اولیه عکاسی، یعنی از طریق صفحات شیشه‌ای مشاهده می‌کردند.
ه مدت تقریباً ۱۰۰ سال (از اواخر قرن نوزدهم تا دهه ۱۹۸۰ میلادی) ستاره شناسان از صفحات شیشه‌ای با ضخامت شیشه‌های پنجره برای گرفتن نور از ستارگان، خوشه‌ها و سایر اجرام آسمانی استفاده می‌کردند. ستاره شناسان برای نقشه برداری از آسمان، تلسکوپ را برای مدت طولانی به صورت دستی روی یک جسم قرار می‌دادند.
نوردهی بر روی صفحات شیشه‌ای پوشیده شده با امولسیون‌های حساس به نور انجام می‌شد. سپس ستاره شناسان صفحات را مانند فیلم در اتاق تاریک توسعه می‌دادند. ستاره شناسان با دقت این ورقه‌های شیشه‌ای شفاف نگاتیو، لکه‌های تیره ستارگان و سایر اجرام کیهانی پراکنده را مطالعه می‌کردند.
تصویر زیر آنی جامپ کانن (ستاره شناس) را نشان می‌دهد که آسمان شب را با استفاده از صفحات عکاسی در رصد خانه کالج هاروارد (اوایل تا اواسط قرن بیستم) بررسی می‌کند.
صفحات عکاسی (اولین اطلس‌های عکاسی از آسمان) به ستاره شناسان در ایجاد یک سیستم طبقه بندی اجرام ستاره‌ای کمک کرد. این طبقه بندی به مدت یک قرن به طور رسمی مورد استفاده قرار گرفت.
البته ستاره شناسان هنوز از این صفحات شفاف استفاده می‌کنند؛ زیرا این صفحات بینشی از گذشته ستاره‌ای و تکامل جهان را ارائه می‌کنند. تصاویر قدیمی اجرام آسمانی از طریق صفحات عکاسی در مقایسه با تصاویر مادون قرمز جیمز وب، پیشرفت فناوری در تصویربرداری واضح‌تر و عمیق‌تر از کیهان را نشان می‌دهد.
جیوانا جیاردینو، دانشمند تلسکوپ جیمز وب در آژانس فضایی اروپا گفت:
ما از چشم انسان به صفحات عکاسی و اکنون به دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب رسیده‌ایم. پرش‌های فناوری به ما اجازه داده است که تلسکوپ‌های بزرگ‌تری داشته باشیم تا بتوانیم اجرام کم نورتر را مشاهده کنیم.
پیشرفت تلکسوپ های فضایی در تصویربرداری از سحابی کارینا
سحابی کارینا، مجموعه‌ای از گاز و ستاره‌های جوان در فاصله ۷۶۰۰ سال نوری از ما و چهار برابر سحابی شکارچی است که برای اولین بار در سال ۱۷۵۲ کشف شد. این منطقه وسیع و ستاره زا، ستارگان جوان و فوق‌العاده‌ای را در خود جای داده است؛ از جمله Eta Carinae، یک سیستم فرار شامل دو ستاره پرجرم که به دور یکدیگر می‌چرخند.
تصویر سمت چپ از سحابی کارینا، یک تصویر صفحه شیشه‌ای است که در آرکیپا، پرو در تاریخ ۷ آوریل سال ۱۸۹۶ گرفته شده است. تصویر سمت راست از سحابی کارینا توسط جیمز وب گرفته شده است.
رصدخانه کالج هاروارد، مجموعه‌ای بیش از نیم میلیون صفحات شیشه‌ای دارد. یکی از این صفحات شیشه‌ای در سال ۱۸۹۶ با استفاده از یک تلسکوپ ۲۴ اینچی گرفته شده است. این تصویر به طور ضعیفی سحابی را در برابر تکه‌ای بزرگ‌تر از آسمان به ثبت رسانده است. در ماه ژوئیه جیمز وب نیز یک تصویر از سحابی کارینا گرفت؛ اما تفاوت چشمگیری بین این دو تصویر وجود دارد.
نیکو کارور (Nico Carver) کتابدار رصدخانه کالج هاروارد می‌گوید:
توانایی بزرگنمایی جیمز وب، صد برابر بهتر از چیزی است که ستاره شناسان می‌توانند در صفحات شیشه‌ای عکاسی ثبت کنند.
جیاردینو نیز می‌گوید:
جیمز وب یک شگفتی در فناوری است. این ابزار بسیار پیشرفته است. توانایی جیمز وب از طریق پیشرفت فناوری تلسکوپ‌ها در طول زمان ممکن شد.
مقایسه تصاویر قدیمی از مشتری و تصویر جدید جیمز وب
در سمت چپ تصویر زیر، تصویر صفحه شیشه‌ای مشتری را مشاهده می‌کنید که در سال ۱۸۸۹ در قلعه ویلسون، نوادا گرفته شد. در سمت راست، تصویر تلسکوپ فضایی جیمز وب از مشتری را مشاهده می‌کنید که در سال ۲۰۲۲ گرفته شده است.
گالیله در سال ۱۶۱۰ برای اولین بار مشاهدات دقیقی از سیاره مشتری را با یک تلسکوپ کوچک انجام داد. تصاویر اولیه غول گازی، نوارهای ضعیف ابرها و لکه سرخ بزرگ (طوفان عظیمی که قرن‌ها در حال چرخش بوده است) را نشان می‌دهد. به گفته کارور، تصویر صفحه شیشه‌ای سال ۱۸۸۹ در نوادا با استفاده از یک تلسکوپ ۱۳ اینچی گرفته شده است.
در سمت چپ تصویر صفحه شیشه‌ای سیاره مشتری را که در سال ۱۹۲۷ گرفته شده است، مشاهده می‌کنید.
تصویر اخیر جیمز وب از مشتری که در ماه جولای به ثبت رسید و در ماه آگوست منتشر شد، جو متلاطم سیاره و لکه سرخ بزرگ را با جزئیات قابل توجهی نشان می‌دهد. همچنین تلسکوپ جیمز وب، حلقه‌های نازک مشتری را که از ذرات گرد و غبار ناشی از زباله‌ها و شفق‌های قطبی قابل مشاهده در قطب شمالی و جنوبی مشتری تشکیل شده بود، مشاهده کرد.
تصویر صفحه شیشه‌ای از مشتری در بالا سمت چپ از موسسه کارنگی (Carnegie) است. این موسسه، مجموعه ۲۵۰ هزار صفحه شیشه‌ای از رصدخانه لاس کامپاناس و رصدخانه‌های کوه ویلسون و پالومار در کالیفرنیا را نگهداری می‌کند.
پیشرفت تلکسوپ های فضایی در تصویربرداری از پنج قلوی استفان
در تصویر زیر سمت چپ، تصویر صفحه شیشه ای از پنج قلوی استفان مربوط به سال ۱۹۷۴ را مشاهده می‌کنید. کهکشان‌ها در این تصویر بسیار کم رنگ‌تر و محو هستند. در سمت راست برای مقایسه، تصویر جیمز وب از پنج قلوی استفان را مشاهده می‌کنید که جزئیات بی سابقه‌ای از این کهکشان‌ها را نشان می‌دهد.
پنج قلوی استفان، مجموعه‌ای از پنج کهکشان در فاصله ۲۹۰ میلیون سال نوری از زمین در صورت فلکی پگاسوس است که اولین بار در سال ۱۸۷۷ کشف شد. چهار کهکشان از این پنج کهکشان به صورت گرانشی در یک ادغام آهسته برهمکنش دارند. کهکشان پنجم به زمین بسیار نزدیک‌تر است و حدود ۴۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.
در سمت چپ تصویر زیر، تصویر صفحه شیشه‌ای پنج قلوی استفان را مشاهده می‌کنید که در تاریخ ۱ اکتبر ۱۹۳۷ در رصدخانه اوک ریج ماساچوست گرفته شد. در سمت راست نیز تصویر جیمز وب را از همین منطقه مشاهده می‌کنید. این مقایسه به وضوح پیشرفت تلکسوپ های فضایی را نشان می‌دهد.
به گفته جیاردینو، یکی از اصلی‌ترین دلایلی که جیمز وب می‌تواند چنین عکس‌های واضحی از کهکشان‌ها بگیرد، توانایی آن در تشخیص نور فروسرخ است. به گفته ناسا، تصویر جیمز وب، موزائیکی عظیم از تقریباً هزار تصویر است و بیش از ۱۵۰ میلیون پیکسل دارد.
به گفته جیاردینو، پیکسل‌های بیشتر به ستاره شناسان در ثبت تصاویری با وضوح بالاتر از کیهان کمک می‌کند.
227227
