نگاهی به دورترین نور

احسان سنایی

«مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی» (STScI)، سازمانی است که سرپرستی علمی مهم‌ترین تلسکوپ فضایی بشر را عهده‌دار است. مدیر این سازمان، حق استفاده رایگان سالیانه ۱۵۰ ساعت از وقت ارزشمند تلسکوپ فضایی هابل را داراست.

زمانی که «رابرت ویلیامز» تصمیم گرفت تا در سال ۱۹۹۵، تمامی وقت در اختیارش را صرف تماشای تنها یک نقطه از آسمان کند، بسیاری اقدام او را احمقانه خواندند؛ با این حال هیچ‌کس مانعی برای او محسوب نمی‌شد.

تلسکوپ هابل از ۱۸ تا ۲۸ دسامبر همان سال را تنها به یک نقطه تاریک از آسمان نگریست و مادامی‌که دستاورد این نگاه طولانی منتشر شد؛ اشک در چشمان هر بیننده‌ای حلقه زد ... ساعاتی پیش، چهارمین عکس از سری تصاویر ژرف هابل منتشر گردید؛ عمیق‌ترین نگاه انسان به کیهان.

نیمی از تصویر فراژرف اخیر تهیه شده توسط دوربین WFC3 تلسکوپ فضایی هابل / STScI

مربعی با اضلاع یک میلیمتر را در فاصله یک متری از چشمان‌تان نگاه دارید. آن‌چه می‌بینید، در حدود یک سی‌میلیونیم از مساحت آسمان را پوشش می‌دهد؛ یعنی همان میدان دیدی که تلسکوپ فضایی هابل به مدت یکصد و هفتاد و سه‌هزار ثانیه به آن خیره ماند و از عمق محدوده‌ای که جز سیاهی مطلق نمی‌توان از آن توصیف دیگری داشت، در حدود ده‌هزار کهکشان شکار کرد!

این کهکشان‌ها مابین ۱۲.۸ تا ۱۳.۱ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند و نورشان به قدری ضعیف است که تاکنون هیچ کس آن‌ها را ندیده بود. با نگاهی این‌چنین ژرف، صدای زیبای گریه‌های نوباوگی کیهان را می‌شد شنید؛ زمانی‌که تنها 4 درصد از عمر هستی سپری گشته بود.

دانشمندان این نگاه را «تصویر فراژرف هابل» (HUDF) نام نهادند، تصویری که نقطه‌ای ریز از صورت فلکی کوره را پوشش می‌داد و برای نخستین بار در نهم مارس ۲۰۰۴ انتشار یافت؛ اما آن‌چه که ساعاتی پیش، تحت عنوان عمیق‌ترین نگاه بشر به جهان در نور مادون قرمز منتشر شد، نگاه دوباره هابل به همین نقطه در تابستان سال جاری بود؛ نگاهی این‌بار با چشمان جدید و فوق‌پیشرفته‌ای به نام WFC3.

دوربین WFC3، به‌تازگی و در بهار سال جاری در کانون آینه‌های در‌هم‌تنیده تلسکوپ هابل پهلو گرفت و با نخستین سری از تصاویر خیره‌کننده‌اش، چشم همگان را به خود معطوف داشت. پوشش طیفی این دوربین، از مادون قرمز نزدیک¹ تا فرابنفش نزدیک است؛ ویژگی منحصر‌بفردی که به هابل امکان تماشای چشم‌اندازهای ژرف‌تری را در اعماق تاریک کائنات را می‌دهد.

یکی از دورترین کهکشان‌های مشاهده شده در تصویر که با شاخص نمایان شده است. رنگ قرمز این جرم، خود گویای فاصله زیاد آن است. / دانشگاه آکسفورد

در جریان این نگاه‌های ژرف، تنها می‌بایست به نقطه ریزی از آسمان شب اکتفا کرد؛ چراکه اگر انسان بخواهد پهنه آسمان را با چنین دقت و حساسیتی رصد کند، ده‌ها‌هزار سال زمان خواهد برد!

اما با نگاه مختصری به همین نقطه ریز از آسمان می‌توان دریافت که کهکشان‌های نخستین علی‌رغم نمونه‌های امروزی، نه بزرگ و فرفره‌گون بوده‌اند و نه آن‌چنان آرام و خفته. اغلب‌شان کوچک و آشفته بودند و رفته‌رفته با برخورد به هم‌دیگر و رشد از این طریق، کهکشان‌های بزرگ و منظم امروز را شکل دادند. ستارگان نسل اولی که در آن اجتماعات تشکیل می‌شدند، نسبتاً سبک بوده و با مرگشان آن‌چه میلیون‌ها سال در درون خود ایجاد کرده بودند را از کربن و اکسیژن گرفته تا سیلیکون و آهن، به فضا پخش می‌نمودند.

آن‌چه امروز در این تصویر می‌بینیم، مربوط به حدود ۱۳ میلیارد سال پیش است. به‌عبارتی زمانی که نور این کهکشان‌های نخستین به گستره‌ی تاریک فضا آزاد می‌شد، نه‌تنها ما نبودیم، که خورشید و حتی راه ‌شیری نیز ایجاد نشده بودند.

انبساط فضا، بلوک‌های سازنده منظومه‌ی ما را با سرعتی نزدیک به نور از آن‌ها دور می‌کرد و پس از گذشت قریب به ۱۳.۱ میلیارد سال، این نورها زمانی در حسگرهای WFC3 آرام گرفته‌اند که ما انسان‌ها در جهان هستیم و حال آن کهکشان‌ها دیگر از میان رفته‌اند!

طول‌ موج بسیاری از این نورهای خسته، به‌واسطه انبساط جهان شدیدا افزایش یافته و هم‌اکنون آن‌ها را نمی‌توان در ابزارهای نور مرئی مشخص نمود؛ حال‌آنکه با آغوش بازتر گستره‌ی طیفی آشکارسازهای مادون قرمز دوربین جدید هابل، می‌توان به شکارشان پرداخت.

تصویری از تلسکوپ فضایی هابل / NASA

در آخرین تصویر ژرف منتشر‌شده از هابل، متخصصین، این نورهای ضعیف مادون قرمز را همچون نقاط قرمزرنگ و پراکنده‌ای با تصویر اصلی نور مرئی ادغام کرده‌اند. این نورها از دورترین اجرامی‌اند که بشر تا‌به‌حال آن‌ها را دیده است. طی تنها سه ماه پس از انجام این رصد، ۱۲ مقاله علمی با محوریت تصویر فراژرف انتشار داده شد.

در جریان نقشه‌برداری اخیری که توسط رصدخانه ژاپنی سوبارو در جزیره هاوایی نیز انجام شده بود، ستاره‌شناسان موفق به کشف ۲۲ مورد از نخستین کهکشان‌های عالم شدند که جوان‌ترین آن‌ها 787 میلیون سال عمر داشت.

اما با این حال، دورترین جسم مشاهده تاکنون، نه یک کهکشان، که یک انفجار پرتو گاما بوده است.

انتظار می‌رود در این آخرین سالیان عمر هابل، تصاویر به مراتب ژرف‌تری از اعماق تاریک کیهان تهیه گردد و رازهای سر‌به‌مهر بیشتری از تاریخ تکوین هستی آشکار شود.

در سال ۲۰۱۴، تلسکوپ جانشین هابل موسوم به «جیمز وب» به فضا خواهد رفت و با نیرویی مضاعف این اهداف را دنبال خواهد کرد. هیچ‌کس نمی‌داند که در ماورای پرده تاریک مابین نقاط درخشان تصویر فراژرف، چه گنجینه‌های بکر دیگری نهفته است.