تلسكوب “ويب” التابع لـ”ناسا” قد يكون على خطأ جسيم

توصلت دراسة جديدة في الولايات المتحدة إلى أن المعلومات التي يرصدها “تلسكوب جيمس ويب الفضائي” James Webb Space Telescope (سمي تيمناً بالمدير السابق لوكالة “ناسا”)، يمكن أن تشوبها أخطاء بالغة في ما يتعلق بدرس العوالم الفضائية، لكن ليس نتيجة خلل ما في كفاءة المعدات والأجهزة على متنه.

هذا ما أشارت إليه دراسة أجراها باحثون لم يركزوا فيها على التدقيق في الأداء البصري للتلسكوب، بل على النماذج التي يستخدمها العلماء لتفسير حصيلة البيانات والاستنتاجات الواردة بعد انتهاء التلسكوب من مهام الرصد والمراقبة.

واستناداً إلى براجوال نيراولا الطالب في الدراسات العليا في “معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا” MIT، وهو مؤلف مشارك في ورقة بحثية جديدة نشرت، يوم الخميس، في مجلة “نايتشر أسترونومي” Nature Astronomy، فإن النماذج التي يستخدمها العلماء للكشف عن الأعماق المعتمة من الفضاء وتحليل مدى قدرة حزم معينة من الضوء على المرور عبر الغلاف الجوي الكثيف للأرض، ليست دقيقة بما فيه الكفاية. وبما أن تلسكوب “جيمس ويب” يدرس الكواكب الخارجية- تلك التي تدور حول نجوم غير شمسنا- عن طريق قياس الأطوال الموجية للضوء التي تمر عبر الغلاف الجوي للكوكب باستخدام أداة التحليل الطيفي، فإن استخدام العلماء نماذج علمية أقل دقة قد يعني أن عمليات الرصد التي يقوم بها تلسكوب “ويب” بعيدة تماماً عن الواقع.

وأشار نيراولا في تصريح صحافي إلى أنه “في الوقت الراهن، لا يتوافق النموذج الذي نستخدمه لفك تشفير المعلومات الطيفية، مع دقة البيانات التي نتلقاها من تلسكوب (جيمس ويب) وجودتها. من هنا يتعين علينا أن نبذل مزيداً من الجهود وأن نعالج سوياً مشكلة المادة المعتمة في الفضاء”.

ويمتاز جهاز قياس الطيف الخاص بتلسكوب “ويب” بقدرته على الحصول على الطيف الضوئي المنعكس على الكوكب (مهم علمياً لأنه يمكن أن يكشف عن تكوين الغلاف الجوي للكوكب) وهو مجموعة من الأطوال الموجية للضوء الذي يسطع عبر الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. وبما أن الجزيئات المختلفة تمتص الضوء بأطوال موجية مختلفة، فإن النمط الفريد للطيف يمكن أن يطلع العلماء على المركبات الكائنة في أي كميات موجودة في الغلاف الجوي للكوكب، بما فيها الغازات والمواد العضوية التي يمكن أن تشير إلى وجود نشاط بيولوجي.

من هنا فإن عدم حل مشكلة المادة المعتمة على نحو عملي، يعني أن العلماء قد تفوتهم إشارات تدل على وجود حياة على كوكب ما خارج المجموعة الشمسية، أو ربما يحصلون على نتيجة إيجابية كاذبة لعلامات محتملة قد تشير إلى وجود حياة غريبة في الغلاف الجوي لكوكب خارج مجموعتنا الشمسية.

جوليان دي ويت الأستاذ المساعد في “قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب” Department of Earth، Atmospheric، and Planetary Sciences التابع لـ”معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا” وأحد المشاركين في الدراسة قال في تصريح صحافي، إن “هناك فارقاً علمياً مهماً بين وجود مركب كالماء بنسبة خمسة في المئة مقابل 25 في المئة، وهو ما لا تستطيع النماذج الراهنة تمييزه”.

الباحثون ابتكروا في الدراسة التي أجروها نماذج بديلة للمادة المعتمة، غيرت بعض الافتراضات المتعلقة بطريقة تفاعل الضوء والمادة في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. وعملوا بعد ذلك على إدراج هذه النماذج ضمن قائمة الأطياف التي يشتمل عليها تلسكوب “ويب”، فأعطى كل منها نتائج مختلفة للغاية، لكن بدا أيضاً كل نموذج ملائماً جداً للبيانات الصادرة عنه. وبعبارة أخرى، سيكون من الصعب على العلماء الذين يدققون في تلك البيانات أن يدركوا أنها خاطئة، إلا إذا كانوا يعرفون ما الذي يبحثون عنه.

ويقول الدكتور دي فيت: “تبين لنا أن هناك عدداً كافياً من الإعدادات التي يمكن تعديلها، حتى مع وجود نموذج غير صحيح، لضمان الملاءمة المناسبة، ما يعني أنه لا يمكن معرفة إن كان النموذج خاطئاً وأن ما يخبرك به هو خطأ”.

ويقترح الباحثون طرقاً عدة يمكن من خلالها تحسين النماذج العلمية لسبر أغوار المادة المعتمة كي تتمكن من مطابقة دقة الآلية البصرية لتلسكوب “ويب”، بدءاً من إجراء مزيد من التجارب المختبرية، وصولاً إلى النماذج الميدانية، وتنقيح النماذج، وإنشاء قاعدة بيانات مركزية بتنسيق موحد، لمساعدة علماء الفلك على تحديث نماذجهم من البيانات الطيفية والتجارب التي يتم إجراؤها.

وقال براجوال نيراولا، إن “هناك كثيراً جداً مما يمكن القيام به إذا عرفنا تماماً كيف يتفاعل الضوء مع المادة. نحن نعلم ذلك جيداً وبما فيه الكفاية عن ظروف الأرض، لكن بمجرد انتقالنا إلى أنواع مختلفة من الأغلفة الجوية تتغير الأمور، بالتالي نحن نتلقى كمية كبيرة من البيانات بمستويات أعلى من الجودة، لكننا نجازف باحتمال تفسيرها على نحو خاطئ”.