أبقِ التلسكوبات الفضائية هابل وجيمس ويب على قيد الحياة، فالعلم يستحق هذا الثمن الباهظ

من الثقوب السوداء في الكون المبكر¹ للأغلفة الجوية التي تخفي الكواكب البعيدة²يدرس تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الظواهر الكونية التي لم يتمكن أي مرصد آخر من فحصها. أطلق أقوى تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء على الإطلاق، صوره الأولى منذ أربع سنوات في هذا الأسبوع.

“إنه حلم”: يتجسس تلسكوب جيمس ويب الفضائي على ثقوب سوداء أكثر مما توقعه علماء الفلك

ويعود نجاحها إلى الموهبة والعمل الجاد الذي قام به علماؤها ومهندسوها. تم تصميمه في عام 1989، وهو أيضًا شهادة على المثابرة، غالبًا على الرغم من الصعاب. فقد واجه التلسكوب أكثر من مرة الإلغاء مع تضخم تكاليفه، حيث وصلت في النهاية إلى 10 مليارات دولار أمريكي للإنشاء والسنوات الخمس الأولى من التشغيل.

مع وجود أربع سنوات تحت حزامه، أمام تلسكوب جيمس ويب الفضائي سنة واحدة فقط من عمليات المهمة الرئيسية قبل أن توافق ناسا على التمديد. وتدرس الوكالة أيضا ما إذا كان سيتم إنهاء مرصد رئيسي آخر: تلسكوب هابل الفضائي وكيفية ذلك. يرصد هابل في الغالب الأطوال الموجية الضوئية والأشعة فوق البنفسجية، وقد أعاد تشكيل فهم علماء الفلك لكيفية ولادة النجوم والمجرات وتطورها وموتها.

لا يزال هناك الكثير من العلوم التي يتعين القيام بها فيما يتعلق بكلا التلسكوبين، ويجب تجديدهما. يتكلف تشغيل هابل حوالي 98 مليون دولار سنويًا، بينما يكلف تلسكوب جيمس ويب الفضائي حوالي 200 مليون دولار. وهذه أرقام قليلة بالنظر إلى العائد العلمي الهائل. تكمل التلسكوبات بعضها البعض بشكل جميل: إن عدم تجديدها سيكون بمثابة بناء تقنية ذكاء اصطناعي تحويلية ثم فصلها عن الإنترنت بحيث لا يمكن استخدامها.

باعتباره تلسكوبًا يعمل بالأشعة تحت الحمراء، يرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي الأطوال الموجية عند الطرف الأكثر احمرارًا من الطيف الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن توسع الكون يؤدي إلى تحويل الضوء نحو اللون الأحمر، فإن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لديه رؤية غير مسبوقة للعوالم البعيدة في الكون، حيث تظهر الأجسام كما كانت بعد وقت قصير من ولادة الكون في الانفجار الكبير، قبل 13.8 مليار سنة. ويعود الفضل في هذا المنظر إلى حد كبير إلى عدد كبير من الميزات التي تم إنشاؤها من خلال الابتكارات الهندسية والتكنولوجية الأولى، بدءًا من المرآة الأساسية القابلة للطي التي يبلغ عرضها 6.5 مترًا وحتى حاجب الشمس بحجم ملعب التنس.

ومن بين اكتشافاته، رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثقوبًا سوداء صغيرة وبعيدة، والتي يتحدى وجودها الأفكار حول كيفية تشكل الثقوب السوداء. لقد عثرت على بعض المجرات الأبعد التي تم رصدها، بما في ذلك الأنظمة النجمية الأكبر حجمًا والأكثر سطوعًا مما توقعه علماء الفلك في بداية الكون. بالقرب من المنزل، اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عالمًا من الحمم البركانية ذات جو رطب على نحو غير محتمل؛ أطل من خلال الأقراص المتربة على الكواكب التي تولد؛ وقمنا بقياس التركيب الكيميائي لزائر بين النجوم، وهو المذنب 3I/ATLAS، الذي مر بالقرب من الشمس في أواخر العام الماضي³.

الصور الأولى من أكبر كاميرا رقمية في العالم تترك علماء الفلك في حالة من الرهبة

إن نجاح كلا التلسكوبين هو دليل على التعاون البحثي الدولي ومتعدد التخصصات بشكل واضح. هابل هو تعاون بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA). وبالمثل، قادت ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي، حيث ساهمت وكالة الفضاء الأوروبية بأداة رئيسية ومركبة الإطلاق، من بين أشياء أخرى. قامت وكالة الفضاء الكندية ببناء أداة مهمة أخرى بالإضافة إلى أجهزة استشعار تحافظ على توجيه التلسكوب بدقة في الفضاء.

إن عمليات التعاون هذه لا تقتصر على الريادة في التميز في الهندسة والعلوم فحسب، بل تحاول أيضًا القيام بذلك من خلال بوصلة أخلاقية قوية. جنبًا إلى جنب مع وكالة ناسا، يعمل القادة في معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور بولاية ميريلاند، الذي يُشغِّل كلًا من تلسكوب هابل وتلسكوب جيمس ويب الفضائي، على مواجهة التحيزات التي قد تؤدي إلى تحريف الوصول إلى المرافق العلمية الكبيرة.

في عام 2018، تحولت اللجان التي تخصص الوقت لاستخدام هابل إلى عملية مراجعة مزدوجة مجهولة المصدر، حيث لا يعرف مقدم الطلب ولا المراجع من هو الآخر. أدى هذا التغيير إلى زيادة كبيرة في قبول المقترحات المقدمة من الباحثات الرئيسيات⁴، ويتم الآن استخدام نفس النظام في JWST.

هذه المجرات الست البعيدة التي التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي تبهر علماء الفلك

وبينما يتطلع تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى المستقبل، سيحتاج إلى أن يصبح جزءًا من نظام بيئي جديد لتلسكوبات مسح السماء. والجدير بالذكر أن مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ومرصد فيرا سي روبين التابع لوزارة الطاقة بدأتا مسحهما لمدة عشر سنوات من تشيلي الشهر الماضي، وتهدف ناسا إلى إطلاق تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي الشهر المقبل. سيقوم كلا التلسكوبين بمسح مناطق كبيرة من الكون وتحديد الأشياء الشاذة التي سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادرًا على تحديدها بدقة. إن مهمة إقليدس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي تم إطلاقها في عام 2023، تتعمق في استكشاف أسئلة مماثلة. تخطط الصين لإطلاق تلسكوب بحجم هابل تقريبًا لإجراء مسح خاص بها للسماء في العام المقبل.

إن كيفية الحفاظ على أهميتك مع تغير المشهد البحثي يمثل تحديًا مألوفًا لأي مدير لمشروع علمي كبير. هنا، يقدم JWST دروسًا. من المهم بناء شيء مميز وقوي بما يكفي لفتح مساحة للاكتشاف حقًا. إن وجود منشأة كبيرة أمر جيد؛ الحصول على واحدة تحويلية أفضل بكثير. منذ بدايته، أظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي قوته مع ظهور مجالات فلكية جديدة، مثل علم الكواكب الخارجية، وكانت أدواته قوية بما يكفي، وكان علماؤه سريعو التفكير بما يكفي للتكيف. انتقد الكثيرون الطموح الهائل لـ JWST، والذي ساهم في المشاكل التكنولوجية التي ابتلي بها تطوره. لكن هذه الرؤية العلمية تؤتي ثمارها الآن بشكل كبير.

في عصر التخفيضات العالمية والتهديدات التي تواجه العلوم الأساسية، يشع كل من هابل وJWST بالإنجازات. يمكن أن يكون هذا مثالاً لأي قائد علمي، في أي تخصص، يريد إطلاق مشروع طموح للغاية. والرسالة من كليهما هي أن نحلم أحلاماً كبيرة، ثم نحققها.