التلسكوب ويب يصل إلى وجهته الأخيرة
احتفظ التلسكوب الفضائي بمعظم كمية وقود رحلته، ليؤدي ذلك إلى تمديد مهمته
أحدث أخبار الفضاء وعلم الفلك، تكتبها إيزي بارسن
وصل التلسكوب جيمس ويب الفضائي James Webb Space Telescope (اختصاراً: التلسكوب JWST) إلى وجهته الأخيرة عند الساعة 7:05 بالتوقيت العالمي UT من مساء يوم 24 يناير 2022.
التلسكوب ويب هو تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء Infrared، وزُوّد بمرآة قطرها 6.5 م، مما يجعله أكبر تلسكوب يوضع في الفضاء على الإطلاق عندما أطلق بتاريخ 25 ديسمبر 2021. وبعد شهر، وصل ويب إلى نقطة لاغرانج الثانية (L2) المستقرة جاذبياً، على مسافة 1.5 مليون كم من الأرض. أشعل ويب صواريخه الدافعة مدة خمس دقائق لإضافة سرعة بمقدار 1.6 م/ث إلى سرعته. وعلى الرغم من أنها لا تزيد كثيراً على سرعة المشي، فإن هذا هو ما كان مطلوباً لوضعه في مدار ”الهالة“ Halo النهائي له، ليدور في مسار بيضاوي حول النقطة L2.
تمت عملية الإشعال هذه لتصحيح مسار الرحلة- وقد جاءت العملية متأخرة يوماً واحداً من موعدها المحدد- إذ كانت عمليات الإطلاق والتصحيحات السابقة للمسار دقيقة جداً بحيث لم تكن هناك حاجة إلا إلى لمسة خفيفة لإيصال التلسكوب إلى مداره النهائي. بفضل هذه الدقة، تمكن ويب من توفير كمية هائلة من الوقود، يمكن استخدامها الآن في مرحلته التشغيلية، وهذا ما قد يؤدي إلى تمديد مهمة التلسكوب عقوداً من الزمن.
يقول مدير مشروع التلسكوب ويب، بيل أوكس Bill Ochs، الذي يقود الآن فريق عمل التلسكوب لإعداده خلال الأشهر الخمسة المقبلة: ”إن نجاح التلسكوب ويب هو تحية تقدير لجميع الزملاء الذين أمضوا سنوات عديدة، بل عقوداً، لضمان ذلك“. وقد أنجز الفريق الخطوة الأولى لإنشاء اتصال عالي السرعة لنقل البيانات High-speed data connection في مارس 2022. https://webb.nasa.gov/
انتقل إلى الصفحة 34 لتعرف مزيداً عن عمل التلسكوب ويب في الأشهر الخمسة المقبلة.
بقلم: كريس لينتوت
Chris Lintott
هناك لحظات في الحياة تتوقف فيها، مندهشاً، مما استطعتَ أن تفعله من فورك. ربما تكون تسديدة بارعة لكرة التنس، أو عندما تلتقط الأكواب الثلاثة كلها وهي تسقط من خزانة المطبخ!
يملأ شعور مماثل من الإثارة والحيرة علماء الفلك في الوقت الحالي. فقد أنجز فريق علماء التلسكوب ويب المذهل حلم حياتهم فوراً، إذ نفذوا التسلسل المعقد والمدهش المطلوب لفتح التلسكوب ووضعه في مكانه. وأنت تقرأ هذه السطور، يصطدم ضوء النجوم بمرايا التلسكوب JWST في أثناء عمليات ضبطه ببطء.
بسبب هذا التميز، يتضح لنا أننا سنرى فعلاً مشاهد من الكون المبكر، ومراكز الحواضن النجمية Hearts of stellar nurseries. سنحصل حقاً على كل تلك البيانات عن الكواكب النجمية Exoplanet القريبة. بعد سنوات من القلق، قد نحتاج فقط إلى بضعة أشهر لندرك أن الأمر قد تحقق بالفعل.
كريس لينتوت Chris Lintott: يشارك في تقديم برنامج سماء الليل The Sky at Night.
صورة لنواة مجرتنا أُعدت باستخدام أرصاد الأشعة السينية من مرصد سويفت، من العام 2006 إلى العام 2013، والثقب الأسود الرامي أيه* في وسطها
الثقب الأسود في مجرة درب التبانة يُظهِرُ طبيعة غريبة الأطوار
طوال سنوات، كانت الانبعاثات الساطعة من الثقب الأسود الرامي أيه* Sagittarius A* تشتد وتضعف
وجدت دراسة جديدة تبحث في البيانات المتراكمة لأكثر من 15 عاماً من الأبحاث أن الثقب الأسود في قلب مجرة درب التبانة يثور بنحو عشوائي وغير متوقع.
يطلق على الثقب الأسود في مركز مجرتنا اسم الرامي أيه* Sagittarius A* (اختصاراً: الثقب Sgr A*)، وهو يبعد عن الأرض مسافة تزيد على 26,000 سنة ضوئية، وتبلغ كتلته 4 ملايين كتلة شمسية. يعني وجود الغاز الساخن والغبار المحيط بالثقب الأسود أنه يتوهج بشدة في أطوال الموجات الراديوية Radio والأشعة السينية X-ray وأشعة غاما Gamma ray. وقد عرف علماء الفلك منذ عقود أنه على مقياس زمني يعادل يوما واحدا، تتوهج انبعاثاته فجأة، ويزداد سطوعها بين 10 و100 ضعفاً، لكنهم لم يكونوا متأكدين من كيفية سلوك هذه التوهجات على مدى فترات زمنية أطول.
لبحث هذا نظر آلكسيس أندريس Alexis Andrés، وهو طالب دراسات عليا من جامعة أمستردام، في البيانات التي التقطها مرصد نيل غيريلز سويفت Neil Gehrels Swift Observatory، وهو تلسكوب كان يبحث عن انبعاثات أشعة غاما منذ العام 2006.
تقول ناتالي ديجينار Nathalie Degenaar، التي طلبت القياسات المحددة من مرصد سويفت عندما كانت طالبة دكتوراه، وأشرفت فيما بعد على أبحاث آندريس في جامعة أمستردام: ”إن مجموعة البيانات الطويلة لمرصد سويفت لم تتشكل مصادفة فقط. ومنذ ذلك الحين، كنت أطلب مزيداً من وقت الرصد بانتظام. إنه برنامج رصد خاص جداً يسمح لنا بإجراء كثير من الأبحاث“.
أظهرت هذه البيانات أن الثقب الأسود Sgr A* أظهر معدلاً عالياً من التوهجات من العام 2006 إلى العام 2008، وقد انخفض المعدل بعد ذلك قبل أن يرتفع مرة أخرى في العام 2012.
يقول الباحث جاكوب فان دِن إي إندِن Jakob van den Eijnden، من جامعة أكسفورد: ”ما زال سبب حدوث التوهجات غير واضح. لقد اعتقدنا سابقاً أن معدل التوهجات يزداد بعد مرور سحب غازية أو نجوم قرب الثقب، ولكن لا يوجد دليل على ذلك حتى الآن. ولا يمكننا حتى الآن تأكيد الفرضية القائلة إن الخصائص المغناطيسية للغاز المحيط تؤدي دوراً في ذلك أيضاً“.
يأمل الفريق اكتشاف مزيد عن معدل تغير التوهج من خلال مراقبة الثقب Sgr A* باستخدام بيانات مرصد سويفت في السنوات القليلة المقبلة. يجب أن يكشف هذا ما إذا كانت سحابة عابرة أو ظاهرة غير معروفة إلى الآن هي ما يسبب هذا السلوك المتقطع في قلب مجرتنا.
https://swift.gsfc.nasa.gov/
تسلط عينات جوالة كيوريوسيتي من صخور المريخ القديمة التي جمعت من فوهة غيل Gale، الضوء على دورة الكربون غير العادية على الكوكب الأحمر
الكربون يقدم أدلة عن كوكب المريخ القديم
ربما يفسر وجود حياة سابقة على المريخ انخفاض مستويات الكربون 13
بعد مضي عقد على بدء تفحصها لسطح كوكب المريخ، زودتنا الجوالة كيوريوسيتي Curiosity الآن بنظرة ثاقبة في حياة الكربون على كوكب المريخ القديم، لتلمِّح بذلك إلى أي عمليات جيولوجية- وربما حتى بيولوجية- رسمت صورة الكوكب.
كانت الجوالة تقيس نسبة الكربون 12 إلى الكربون 13 على الكوكب، وهي قيمة تحددت في أثناء نشوء المجموعة الشمسية، ولكنها تتغير بمرور الوقت بفعل عديد من العمليات الجيولوجية والبيولوجية والكونية. اكتشفت كيوريوسيتي عدة مناطق من الكربون 13 المنضب Depleted carbon-13. وهناك ثلاثة تفسيرات محتملة لذلك: أن يكون المريخ قد مر عبر سحابة مجرية Galactic cloud أدت إلى ترسب الكربون؛ أو أن الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet radiation فككت ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب؛ أو أن ميكروبات قديمة أنتجت واستهلكت الميثان.
يقول العالم كريستوفر هاوس Christopher House، من جامعة ولاية بنسلفانيا، الذي قاد الدراسة: ”تشير جميع الاحتمالات الثلاثة إلى دورة كربون غير عادية، على عكس أي شيء يوجد حالياً على الأرض. لكننا في حاجة إلى مزيد من البيانات لمعرفة أي منها هو التفسير الصحيح“.
www.psu.edu
هل تشكلت الفقاعة المحلية الغنية بتشكيل النجوم نتيجة انفجار نجمي؟
فقاعة كونية عصفت بها انفجارات سوبرنوفا
تحيط بالأرض فجوة قطرها 1,000 سنة ضوئية، تسمى الفقاعة المحلية Local Bubble، وتتميز حافتها بوجود آلاف النجوم الفتية Young stars. والآن، بفضل عمليات المحاكاة الجديدة، ربما يعرف علماء الفلك أخيراً سبب ذلك سلسلة من انفجارات السوبرنوفا (مستعرات عظمى) Supernovae التي بدأت قبل 14 مليون سنة ودفعت الغاز خارجاً، مما أدى إلى تشكل مناطق كثيفة جاهزة لبناء النجوم.
باستخدام أرصاد مرصد غايا Gaia، يمكن لعلماء الفلك رسم شكل الفقاعة غير المنتظم، وتحديد أنها تنجرف عبر المجرة بسرعة 6.5 كم/ث. استخدمت عمليات المحاكاة هاتين المعلومتين لتكشف أن الفقاعة قد تشكلت بفعل انفجار 15 سوبرنوفا تقريباً على مدى ملايين السنين.
يقول جواو ألفيس João Alves من جامعة فيينا، الذي شارك في الدراسة: ”عندما تلاشت انفجارات السوبرنوفا الأولى التي شكلت الفقاعة المحلية، كانت شمسنا بعيدة عن الحدث. ولكن منذ نحو خمسة ملايين سنة، أخذها مسارها عبر المجرة إلى الفقاعة مباشرة، والآن توجد الشمس- بالمصادفة فقط- في مركز الفقاعة“.
https://hubblesite.org
أخبار موجزة
ثقوب سوداء اندماجية غريبة الأطوار
اكتشف علماء الفلك، لأول مرة، حادثة اندماج ثقبين أسودين ”لامركزيين“ Eccentric لهما مداران إهليليجيان Elliptical منتظمان جداً، باستخدام مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (اختصاراً: المرصد لايغو LIGO). المداران الغريبان هما علامة على أنهما يلتهمان ثقوباً سوداء أخرى، ويمكن أن يفسر هذا ثقوباً سوداء مكتشفة سابقاً وكانت أكبر بكثير مما كان متوقعاً.
مراقبة الحطام الفضائي
يحشد مرصد كيلدر Kielder Observatory في نورثمبرلاند قواه مع شركة نورثرن سبيس آند سكيوريتي ليمتد Northern Space and Security Limited المختصة بشؤون ”الوعي بأحوال الفضاء“ Space situational awareness من أجل مكافحة المشكلة المتنامية للنفايات الفضائية. رُكِّبت أربع كاميرات في المرصد لتتبع الحطام المداري الموقع ذي السماء المعتمة للمساعدة على تجنب الاصطدامات المستقبلية.
إنسايت تستقطع وقتاً للراحة
أُجبرت مركبةُ الهبوط المريخية إنسايت InSight على الدخول في الوضع الآمن بسبب عاصفة ترابية مريخية بتاريخ 7 يناير 2022. ولحسن الحظ، فقد صفت سماء الكوكب، ويمكن للمركبة أن تعود بسلام إلى عملياتها الطبيعية في يوم 19 فبراير 2022، وإن كانت قد اتسخت قليلاً عن قبل.
كوكب بشكل كرة الرغبي
حوّلت قوى المد الجاذبية الكوكب النجمي WASP-103b ليصير بشكل كرة رغبي Rugby ball. قاس تلسكوب تشيوبس CHEOPS الفضائي انخفاض السطوع عند مرور الكوكب أمام نجمه بدقة كافية مكّنت علماء الفلك من تحديد الشكل الغريب لهذا العالم بناء على نمط الضوء المتذبذب Fluctuating الصادر عن النجم.
شمس مطوقة بالغبار؟
ربما كان للشمس ذات حين حلقات حولها منعت كوكب الأرض من أن يصير ”أرضاً فائقة“ Super-Earth، كما يُرى في الكواكب حول ثلث النجوم الأخرى الشبيهة بالشمس. تُرى حلقات الغبار حول عديد من نظم الكواكب المتنامية، ولذلك عمد علماء الفلك إلى محاكاتها، ووجدوا أنها شكلت نظماً تشبه إلى حد بعيد مجموعتنا الشمسية، مع كواكبها الأرضية الصغيرة.
الصين تستكشف القطب الجنوبي للقمر
أعلنت الصين أنها ستتجه رسمياً إلى القطب الجنوبي للقمر بمهمات تشانغ إي Chang’e المرقمة من 6 إلى 8 أبما في ذلك مهمة لإعادة عينات. يُعتقد أن هذه المنطقة هي موطن رواسب مياه جليدية، مما يجعلها أكثر بقعة واعدة لإنشاء محطة قمرية مستقبلية.
انتكاسة تلحق ببرنامج آرتيمس ــ \1 بعد استبدال حاسوب المحرك
تأخير برنامج آرتميس 1 إلى الربيع
الاختبارات مستمرة، لكن التقدم أبطأ مما هو متوقع
أُجِّلت عملية إطلاق مهمة آرتيمس 1 (Artemis 1) عدة مرات، يأتي هذا التأخير الأخير بعد تبين ضرورة استبدال حاسوب المحرك في أواخر العام 2021، وهو ما يعني أن مجموعة صواريخ نظام الإطلاق الفضائي (SLS) لن تنقل إلى منصة الإطلاق حتى منتصف شهر فبراير الماضي على الأقل. ومع أن هذا من شأنه أن يجعل الإطلاق في شهر مارس الماضي ممكناً، غير أنه لا يتيح الوقت الكافي للتعامل مع أي مشكلات قد تظهر فجأة، وهو ما يزيد من احتمال تأجيل الإطلاق إلى شهر إبريل، أو أبعد.
ستكون مهمة آرتيمس 1 التابعة لوكالة ناسا بمنزلة تمرين لرحلات الطيران المستقبلية إلى القمر، وستقضي عدة أيام في مدار حوله قبل العودة إلى الأرض. وعلى الرغم من التأخير، فقد أنهت وكالة ناسا اختبار المرحلة الأساسية في 14 يناير 2022، وأكملت اختبار العد التنازلي في 24 يناير 2022، مما يدل على أن برنامج الإطلاق يعمل بنحو صحيح.
www.nasa.gov
وافد نجمي يباغت نظاماً نجمياً ثنائياً فتياً
التقطت مصفوفة آلما ALMA النجم الدخيل (في الأعلى) عندما سحب تياراً غازيّاً من القرص الكوكبي الأولي لنظام نجمي ثنائي فتي
رصدت مصفوفة آتاكاما الميليمترية/تحت الميليمترية الكبيرة Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (اختصاراً: المصفوفة ALMA) نجماً يقتحم منطقة زوج نجمي فتي. وكثيراً ما تنتج مثل هذه التحليقات النجمية في عمليات المحاكاة الحاسوبية، لكنها في الواقع تحدث بسرعة بحيث لم يتسنَّ لأحد أن يشهد أحدها حتى الآن.
حدثت عملية العبور داخل النظام النجمي الثنائي Z الكلب الأكبر Z Canis Majoris (Z CMa)، وهو نظام فتي عمره عدة مئات من آلاف السنين فقط، وما زال محاطاً بقرص غبار النجم الأولي Protostellar disc of dust. عندما حلق النجم عبر النظام، أدى إلى تشويه شكل قرص الحطام، مما سبب حدوث تيار فوضوي من الغبار والغاز. وبتحليل نمط التحليق، تمكن الفريق العلمي من تحديد أن الجرم الدخيل كان نجماً لا علاقة له بالنظام، وليس جزءاً من المجموعة ذاتها، مثل النجم Z CMa.
يقول الباحث نيكولاس كويلو Nicolás Cuello من جامعة غرونوبل ألب Université Grenoble Alpes، والذي ساهم في الدراسة: ”ما نعرفه الآن من هذا البحث الجديد هو أن حوادث التحليق العابرة تحدث في الطبيعة وأن لها تأثيراً كبيراً في الأقراص الغازية المحيطة بالنجوم الوليدة، والتي تعد مهد عمليات ولادة الكواكب“.
https://public.nrao.edu
