از بزرگ‌ترین در آسمان تا تیزبین‌ترین روی زمین: نگاهی به تلسکوپ‌ های فضایی جدید

تلسکوپ‌ های فضایی جدید

وضعیت تکامل تلسکوپ‌ های فضایی در کنار نمونه‌های مشابه زمینی آن‌ها، طی سال‌های اخیر سرعت دوچندانی به خود گرفته است. به گونه‌ای که ظرف سال‌های آینده شاهد بهره‌برداری از جدیدترین نمونه‌های این ابزارهای رصد کننده خواهیم بود. نمونه‌هایی که جزو قدرتمندترین و پیشرفته‌ترین چشم‌های آسمانی و زمینی ساخته شده به دست دانشمندان علم ستاره‌ شناسی به شمار می‌روند. برای آشنایی بیشتر با این تلسکوپ‌ های فضایی و زمینی جدید می‌توانید در ادامه‌ی مطلب پیش رو با مجله قرمز همراه باشید.

همان گونه که در دیگر مطلب امروز خود به آن اشاره کردیم، کسب اطلاعات بیشتر از سیاره‌های مشابه با زمین که در نقاط دور افتاده‌ای از فضای بیکران قرار گرفته‌اند، مستلزم استفاده از تلسکوپ‌ های فضایی جدیدی خواهد بود که از قدرت بیشتری نسبت به نمونه‌های فعلی برخوردارند. در شرایطی که تلسکوپ فضایی هابل پس از پشت سر گذاشتن 27 سال خدمت و نورافشاندن به نقاط دوردست فضای بیکران برای آشکار ساختن سیاره‌ها و ستاره‌های کشف نشده، می‌رود تا موقعیت خود به عنوان قدرتمندترین چشم انسان در فضا را از دست بدهد، تلسکوپ فضایی جیمز وب عزم خود را جزم کرده تا این موقعیت را از آن خود سازد.

مهم‌ترین ویژگی‌های یکی از قدرتمندترین تلسکوپ‌ های فضایی جهان

تلسکوپ فضایی جیمز وب قرار است در ماه اکتبر سال آینده (سال 2018 میلادی) از فرانسه راهی فضا شود و ماموریت خود در خارج از جو زمین را آغاز کند. این تلسکوپ جدید فضایی که تقریبا دو برابر بزرگ‌تر از تلسکوپ فضایی هابل است، به جای قرار گرفتن در مدار زمین، حدود 1496690 کیلومتر دورتر از کره‌ی خاکی، در مدار خورشید قرار خواهد گرفت. امری که موجب می‌شود این تلسکوپ فضایی جدید بتواند در میان تمام تلسکوپ‌ های فضایی موجود در جهان، واضح‌ترین و دقیق‌ترین چشم انداز ممکن از کهکشان‌های دوردست را در معرض دید ستاره شناسان قرار دهد.

تلسکوپ های فضایی

تلسکوپ فضایی جیمز وب ماموریت خود را با بهره‌مندی از یک سپر خورشیدی 22 متری و یک آینه‌ی بریلیومی طلا اندود شده به اندازه‌ی کلی 6.5 متر آغاز خواهد کرد. آینه‌ای که در مجموع حدود سه برابر بزرگ‌تر از نمونه‌ی مشابه در تلسکوپ فضایی هابل طراحی شده و قادر است پرتو‌های نور مادون قرمز را در دورترین و عمیق‌ترین نقاط کیهان کشف کند. در واقع یکی از اهداف اصلی ساخت این نمونه‌ی جدید از قدرتمندترین تلسکوپ‌ های فضایی جهان، تلاش برای کسب شناخت و آشنایی هرچه بیشتر با پدیده‌ی بیگ بنگ خواهد بود.

از جمله ویژگی‌های مهم تلسکوپ فضایی جیمز وب توانایی این تلسکوپ در زمینه‌ی اندازه‌گیری پرتوهای مادون قرمز برای کشف این نکته است که جو سیاره‌های فرازمینی ریز و درشتی که به دور ستاره‌های دور دست در حال گردش هستند، از چه نوع مواد خاصی تشکیل شده‌ است. همچنین این تلسکوپ جدید در میان سایر تلسکوپ‌ های فضایی مشابه از وجود تعداد بیشتری دوربین بهره می‌برد. دوربین‌هایی که نسبت به موارد مشابه در تلسکوپ‌ فضایی هابل، نه تنها بیشتر که بسیار قدرتمندتر و پیشرفته‌تر هستند. البته با توجه به قرار گرفتن تلسکوپ‌ فضایی جیمز وب در مدار خورشید و فاصله‌ی قابل توجه آن با زمین، این تلسکوپ برخلاف تلسکوپ‌ های فضایی قدیمی‌تری نظیر هابل از قابلیت سرویس شدن یا تعمیر توسط فضانوردان بی‌بهره است.

با تمام این اوصاف تلسکوپ فضایی جیمز وب یکی از بهترین و قدرتمندترین تلسکوپ‌ های فضایی ساخته شده تاکنون به شمار می‌رود که در صورت به بار نشستن تمام برنامه‌های طراحان آن، می‌تواند با قابلیت‌ها و توانایی‌های خود تحولات شگرفی در علم ستاره شناسی پدید آورد. گرچه ستاره شناسان برای تلسکوپ‌ فضایی جیمز وب برنامه‌های متعددی را در طول سال‌های پیش رو در نظر گرفته‌اند، اما در گام نخست این تلسکوپ فضایی با هدف ارائه‌ی نگاهی نزدیک‌تر و دقیق‌تر به هفت سیاره‌ی جدیدی که در منظومه‌ی TRAPPIST-1 کشف شده‌اند، به فضا فرستاده خواهد شد.

تلسکوپ هابل

سایر تلسکوپ‌ های فضایی جدید و شاخص جهان

البته شرح حال تلسکوپ‌ های فضایی جدید تنها به تلسکوپ فضایی جیمز وب محدود نمی‌شود. چرا که در کنار این تلسکوپ فضایی قدرتمند شاهد ساخته شدن نمونه‌های مشابه دیگری نیز در طول سال‌های پیش رو خواهیم بود. به عنوان مثال می‌توان به WFIRST اشاره کرد که هم‌اکنون به عنوان یکی از جدیدترین تلسکوپ‌ های فضایی ساخته شده به دست دانشمندان ستاره شناس شناخته می‌شود. چشم شیشه‌ای قدرتمند و پرتوانی که برای بهره‌برداری در سال 2025 میلادی طراحی شده و قرار است و بیش از هر هدف دیگری برای انجام مطالعات بیشتر روی انرژی تاریک و ماده تاریک مورد استفاده قرار گیرد. البته کاربرد این تلسکوپ فضایی جدید تنها به موارد اشاره شده محدود نمی‌شود و بر طبق برنامه‌ریزی‌های موجود قرار است از وجود آن برای انجام مطالعات تکمیلی روی کیفیت جو سیاره‌های فراخورشیدی نیز استفاده شود.

معمولا تلسکوپ‌ های فضایی بر اساس اندازه‌ی آینه‌هایشان طبقه بندی شده و مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. به عنوان مثال تلسکوپ فضایی هابل از وجود آینه‌ای با اندازه‌ی کلی 2.4 متر بهره می‌برد. اندازه‌ای که موجب می‌شود این چشم آسمانی قدیمی در برابر تلسکوپ‌ های فضایی جدید، از جمله تلسکوپ فضایی جیمز وب، حرف چندانی برای گفتن نداشته باشد و در عمل حکم یک چشم مبتلا به آب مروارید را پیدا کند. دلیل اصلی آن نیز، همان گونه که در سطور پیشین این متن به آن اشاره شد، برخورداری تلسکوپ فضایی جدید جیمز وب از آینه‌ای به اندازه‌ی 6.5 متر است.

به کمک تلسکوپ‌ های فضایی جدیدی نظیر جیمز وب، دانشمندان علم ستاره شناسی قادر به بررسی احتمال وجود حیات در سیاره‌های فراخورشیدی خواهند بود. حال شاید بتوان این پرسش را مطرح کرد که چرا در عوض بررسی احتمال وجود حیات در این سیاره‌های دوردست، حقیقت وجود یا عدم وجود حیات در این اجرام آسمانی مورد بررسی قرار نمی‌گیرد؟

تلسکوپ جیمز وب

مسلما برای آن که بتوان این احتمال را به حقیقت تبدیل کرد، باید از وجود تلسکوپ‌ های فضایی بسیار قدرتمندتری بهره گرفت. نمونه‌هایی که حداقل از وجود آینه‌ای با اندازه‌ی کلی 16 متر برخوردار باشند. این دقیقا همان هدفی است که ستاره‌شناسان در پی رسیدن به آن هستند و هم‌اکنون برای تحقق آن فعالیت و برنامه‌ریزی می‌کنند. هدف بزرگی که قرار است در قالب طراحی و توسعه‌ی تلسکوپ فضایی جدیدی با بهره مندی از یک آینه‌ی 16 متری تحقق یابد. این تلسکوپ فضایی قدرتمند هم‌اکنون با نام LUVOIR شناخته می‌شود و قرار است در نقش یک ابزار پیمایشگر پرتوان در زمینه‌ی پیمایش پرتوهای فرابنفش، پرتوهای مادون قرمز و سایر پرتوهای نورانی پراکنده در فضا ظاهر شود. ابزاری که درست همانند تلسکوپ فضایی جیمز وب در مدار خورشید قرار خواهد گرفت و به موشکافی دقیق نقاط دوردست کیهان خواهد پرداخت.

گرچه از تلسکوپ فضایی LUVOIR هنوز به شکل رسمی رونمایی نشده است، اما تکمیل فرآیند تولید آن در آینده‌‌ای نزدیک می‌تواند جهش بزرگی در علم ستاره شناسی به وجود آورد. بر اساس اطلاعات موجود به نظر می‌رسد که فرآیند بهره‌برداری از این تلسکوپ فضایی قدرتمند و کنجکاوی برانگیز برای 15 تا 20 سال آینده برنامه ریزی شده است.

در کنار نمونه‌هایی که به آن‌ها اشاره شد، می‌توان از تلسکوپ‌ های فضایی جدید دیگری نظیر HDST نیز نام برد. این تلسکوپ فضایی 12 متری با همکاری سازمان اتحاد دانشگاه‌ها برای تحقیق در رابطه با علم اخترشناسی یا سازمان AURA ساخته می‌شود و از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است. آن گونه که از شواهد امر پیدا است کار اصلی تلسکوپ فضایی HDST تلاش برای یافتن سیاره‌های مشابه با زمین خواهد بود. از همین رو تمام فعالیت‌های این تلسکوپ جدید نیز بر اساس هدف یاد شده برنامه ریزی شده است.

تلسکوپ‌ های زمینی مکملی برای تلسکوپ‌ های فضایی

هنگامی که از تلسکوپ‌ های فضایی سخن به میان می‌آید، نباید نقش تلسکوپ‌ هایی که روی زمین به رصد کردن آسمان مشغول هستند را نادیده گرفت و آن‌ها را در حکم ابزارهای فرعی و ناچیزی که در فعالیت‌های ستاره شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرند به شمار آورد. گرچه مواردی نظیر آسمان ابری یا هوای بیش از اندازه گرم در کیفیت کار تلسکوپ‌ های زمینی تاثیرگذار است، اما این تلسکوپ‌ها در کنار رصد کردن تلسکوپ‌ های فضایی و تایید موقعیت آن ها در فضا، کارهای مهم‌تری را نیز به انجام می‌رسانند. در واقع بسیاری از سیاره‌های فراخورشیدی کشف شده در دل کیهان برای نخستین بار توسط تلسکوپ‌ های زمینی رصد شده‌اند.

تلسکوپ زمینی

از همین رو در کنار تلاش برای طراحی و توسعه‌ی تلسکوپ‌ های فضایی جدید، رقابت برای ساخت تلسکوپ‌ های زمینی قدرتمند نیز در گوشه و کنار جهان در جریان است. به عنوان مثال می‌توان به ساخت تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان اشاره کرد که قرار است با آینه‌ی بیست و چهار و نیم متری خود در رصدخانه‌ی لاس کمپاناس شیلی به جستجوی نقاط کشف نشده‌ی آسمان بپردازد. همسو با این تلسکوپ، در آن سوی آب‌ها و در قاره‌ی اروپا شاهد ساخته شدن نمونه‌ی جدید دیگری از ابزارهای رصد کننده‌ی کیهان با نام تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی یا E-ELT هستیم. تلسکوپی که از وجود آینه‌ی 39 متری بهره می‌برد و قرار است مراحل ساخت آن تا سال 2024 میلادی تکمیل گردد. در واقع تلسکوپ E-ELT قرار است بزرگ‌ترین چشم شیشه‌ای جستجوگر آسمان در زمین لقب بگیرد و با پیشی گرفتتن از رقبایی نظیر تلسکوپ 30 متری TMT در منطقه‌ی هاوایی و همچنین تلسکوپ LSST در شیلی، به بزرگ‌ترین تلسکوپ زمینی جهان تبدیل شود.

از این رو نام تلسکوپ LSST (که اندازه‌ی آینه‌ی آن تنها به 8.4 متر می‌رسد) را به عنوان یک رقیب برای محصولات جدید در دست ساخت مطرح کردیم که این تلسکوپ با برخورداری از دوربین 3200 مگاپیکسلی خود با زاویه‌ی دید بسیار عریض قادر است هر شب چیزی نزدیک به 15 ترابایت داده را ثبت و ضبط کرده و به فهرست کردن بیش از 10 میلیارد ستاره، بنابر نوع و فاصله‌ی کهکشانی آن‌ها، بپردازد. به این ترتیب قابلیت‌های این چشم شیشه‌ای پرتوان بسیار مهم و اساسی جلوه می‌کند.

در مجموع یکی از وظایف مهم تمام تلسکوپ‌ های فضایی و زمینی قدرتمندی که در این متن به آن‌ها اشاره شد یافتن نسخه‌ی دوم از سیاره‌ی زمین است. هدفی که بنابر نظر بسیاری از کارشناسان علم نجوم، با پیشرفت تکنولوژی، دیر یا زود به حقیقت خواهد پیوست.

منبع: تک رادار (همراه با ترجمه، تالیف و ویرایش اختصاصی نویسندگان و مترجمان مجله قرمز)

در صورت تمایل می‌توانید با نظرات خود در بخش کامنت، ما را در بهبود کیفیت مطالب بخش علمی مجله قرمز یاری کنید.


نوشتن یک نظر

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *