شاهکار جیمز وب با یاری داده های پرتو ایکس رنگ دیگری گرفت - کنفرانس هکا

نخستین تصاویر علمی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که در تابستان سال جاری ارائه شدند، خیلی سریع جنبه نمادین پیدا کردند اما اکنون یک تیم نو با استفاده از داده های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا (Chandra X-ray Observatory) نشان داده است که با وجود اینکه جیمز وب قوی ترین تلسکوپ فضایی ساخته شده تا به امروز است اما قرار نیست کیهان را به تنهایی آنالیز کند و زمانی که با ابزارهای دیگر همراه می گردد اثری حتی بیشتر دارد.

جیمز وب برای تماشا کیهان در طیف فروسرخ طراحی شده است، بنابراین داد ه های رصدی آن به ویژه هنگامی که با ابزارهایی ترکیب می گردد که فضا را در طول موج های دیگری می بینند، تقویت می گردد. مانند تصاویری که با طیف پرتو ایکس حاصل از تلسکوپ چاندرا ترکیب شده و به گفته ناسا ویژگی های تازه ای را نشان می دهند که برای جیمز وب قابل مشاهده نبودند.

تصویر پنج قلوی استفان (Stephans Quintet) را در نظر بگیرید که در آن چهار کهکشان در یک پایکوبی گرانشی پیچیده قفل شده اند و کهکشان پنجم از دور ناظر این پایکوبی کیهانی است. تصویر جیمز وب از این کهکشان ها ویژگی هایی از جمله اثر برهم کنش های آن ها مانند دنباله های گازی و انفجارهای شدید تشکیل ستاره را نشان می دهد که اخترشناسان قبلا هرگز آن ها را ندیده بودند.

اما با یاری داده های چاندرا و تلسکوپ فضایی بازنشسته اسپیتزر ناسا، یک موج شوک که تا کنون دیده نشده بود، آشکار شد که گازها را تا ده ها میلیون درجه گرم می نماید. این موج شوک به وسیله یکی از کهکشان ها ایجاد می گردد که با سرعتی در حدود 3 میلیون کیلومتر بر ساعت در میان کهکشان های دیگر می پیچد.

برخوردهای کیهانی تصویر کلیدی دیگر جیمز وب است که کهکشان دوردست چرخ گاری (Cartwheel) را به نمایش می گذارد. این کهکشان با برخورد با کهکشان کوچک تر در 100 میلیون سال پیش، به شکل منحصربه فرد فعلی درآمده است.

در حالی که کهکشان کوچک تر در قلب کهکشان چرخ گاری جای گرفت یک دوره تشکیل ستاره ای شدید را شروع کرد. داده های چاندرا نشان می دهد که پرتو ایکس از گازهای فوق گرم و ستاره های منفجر شده منفرد و بعلاوه از ستاره های نوترونی و سیاهچاله های که به شدت از مواد ستاره های همدم خود تغذیه می نمایند، ساطع می گردد.

شاید یکی از درخشان ترین عکس های اولیه جیمز وب مربوط به یک خوشه کهکشانی SMACS J0723 باشد که در فاصله 4.2 میلیارد سال نوری از زمین قرار گرفته است. افزودن داده های چاندرا به این مشاهدات، گازی را نشان می دهد که تا ده ها میلیون درجه گرم شده است.

خوشه هایی مانند SMACS J0723 میزبان هزاران کهکشان و بعلاوه مخازن وسیعی از گاز فوق داغ هستند. دانشمندان تخمین می زنند که گاز کشف شده به وسیله جیمز وب و با همراهی چاندرا، دارای جرم کلی حدود 100 تریلیون برابر خورشید یعنی چند برابر بیشتر از جرم هر ستاره در هر کهکشان این خوشه است.

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

چهارگانه تصاویر نو با صخره های کیهانی سحابی کارینا (Carina Nebula) در لبه ناحیه ستاره زایی NGC 3324 تکمیل می شوند که مسلما خیره نماینده ترین تصویر در اولین مجموعه تصاویر جیمز وب محسوب می گردد.

تصویر چاندرا از این صخره های کیهانی، که حدود 7600 سال نوری از زمین فاصله دارند، بیش از ده منبع پرتو ایکس را نشان می دهد که بیشتر آن ها ستارگانی هستند که در ناحیه بیرونی یک خوشه ستاره ای در سحابی کارینا قرار گرفته اند.

این ستارگان با سن بین 1 تا 2 میلیون سال از نظر کیهانی بسیار جوان محسوب می شوند و تابش اشعه ایکس درخشان تری نسبت به همتایان قدیمی خود دارند. داده های چاندرا از این منطقه به ویژه برای شناسایی ستارگان جوان در سحابی کارینا و تمایز آن ها از ستاره های قدیمی راه شیری که ممکن است در خط دید جیمز وب در کمین باشند، مفید است.

بعلاوه در نیمه بالایی تصویر چاندرا بهبود یافته از سحابی کارینا، تابش پرتو ایکس منتشر شده است که احتمالا از گاز داغ از پرجرم ترین و داغ ترین ستاره های منطقه می آید 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 20 سال برسد، با سایر ابزارهای فضایی مانند چاندرا و بعلاوه با تلسکوپ های مستقر در اینجا روی زمین همکاری خواهد نمود. تصاویر نو نشان می دهد که این همکاری ها در سال های آینده چقدر برای نجوم اهمیت خواهند داشت.

عکس ها: تصاویر علمی اولیه جیمز وب در ترکیب با داده های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا

Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO; IR (Spitzer): NASA/JPL-Caltech; IR (Webb): NASA/ESA/CSA/STScI

منبع: Space