هفت تلسکوپ که دنیای نجوم را دگرگون می کنند

اکتبر 1, 2021

169

بیگ بنگ: عصر جدیدی در علم نجوم در حال ظاهر شدن است. به لطف راه اندازی و ساخت تلسکوپ های بسیار بزرگ، دانشمندان بزودی می توانند روی موضوعاتی نظیر ماده تاریک، انرژی تاریک، منظومه های ستاره ای دور دست، جستجوی بیگانگان فضایی و سایر شگفتی هایی کیهان تحقیقات بیشتری انجام دهند.

به گزارش بیگ بنگ، آنچه ما از کرۀ زمین می بینیم، به جز مزاحمت ابرها و اشعه های قوی، همواره نسبتا خوب بوده است اگرچه از سدۀ ۱۶۰۰ میلادی تاکنون تغییرات بسیار زیادی روی داده است. از تلسکوپ های اشعه ی ایکس تا تلسکوپ فضایی هابل که در خارج از جو مستقر هستند، تغییراتی باور نکردنی ایجاد شده است. با وجود همۀ این تغییرات می توان گفت کار تلسکوپ ها تازه آغاز شده است. علم ستاره شناسی روی مرز یک تغییر وسیع قرار دارد. به لطف تولد ابر تلسکوپ هایی که آینه های بزرگی دارند، علم اپتیک و روش های دیگری بشر می تواند ژرفای آسمان را جستجو کنند. نسل بعدی تلسکوپ ها شامل پروژه هایی چند میلیارد دلاری تلسکوپ های زمینی و فضایی است که با آینه های بزرگتر به کاوش کیهان می پردازند.

۱-تلسکوپ ۳۰ متری

همانطور که از اسمش پیداست قطر آینۀ این تلسکوپ ۳ برابر تلسکوپ های عادی امروزیست که به دانشمندان اجازه می دهد اجرام دورتر و نامشخص تری را ببینند. پروژه ی ساخت این تلسکوپ به دهه ی ۱۹۹۰ برمیگردد. آن زمان این تلسکوپ مکمل تلسکوپ فضایی جیمز وب دانسته شده و قرار بود از آن برای ردیابی چگونگی شکل گیری ستارگان و تحولات کهکشان ها استفاده شود. این تلسکوپ قرار بود که ۱۲ تلسکوپ عظیم دیگر را روی کوه موناکی که بلندترین کوه روی کره ی زمین از دامنه تا قله است به هم دیگر متصل سازد. در سال ۲۰۱۴ با ساخت آن روی موناکی موافقت شد اما نهایتا با اعتراضاتی که عده ای انجام دادند این کار صورت نگرفت.

این تلسکوپ خاطر ساکنان هاوایی را آزرده میساخت، زیرا آنها باور داشتند که موناکی کوه مقدسی است. نهایتا در سال ۲۰۱۵ دیوان عالی ایالت هاوایی مجوز ساخت تلسکوپ را بی اعتبار خواند و شکایت کرد که ایالت اجازه نداده آنها را شکواییه شان را به صدای کسی برسانند. بتازگی هیات این پروژه گفتند مکانی در جزایر قناری در اسپانیا می‌تواند جایگزینی مناسب برای مکان پیشین باشد. آن سوی مطالعۀ تولد ستارگان و کهکشان ها ردیف بلندی از اهداف علمی این پروژه است. مثل: آشکارسازی ماده تاریک و انرژی تاریک، آشکارسازی ارتباطات میان کهکشان ها و سیاهچاله ها، کشف سیارات فراخورشیدی و شاید نشانه ای از حیات بیگانه!

۲-تلسکوپ بسیار بزرگ اروپا( شیلی)

در فاصله ی ۷۰۰۰ مایلی از کوه موناکی در بیابان آتاکامای شیلی خشک ترین محل روی زمین، یک منطقۀ تقریبا بدون باران، عاری از گیاه و آلودگی نوری شهر، قرار است پروژه ای نجومی انجام شود. این پروژه نزدیک رصدخانه های جنوبی اروپایی لاسیلا و پارانال، انجام می شود که چندین پروژۀ اخترفیزیکی نیز در آنها پیش می رود. ساخت این تلسکوپ که متناسب با نام خود به بزرگی یک هیولاست از ژوئن ۲۰۱۴ با صاف کردن کوه سرو آرمازون در قسمت شمالی بیابان شیلی آغاز شد. پروژۀ ساخت آن در سال ۲۰۲۲ به پایان می رسد و بعد از آن بزرگترین تلسکوپ جهان خواهد بود که آینۀ اصلی آن ۳۹ متر قطر دارد.

این تلسکوپ از بخش های زیادی ساخته شده، بعنوان مثال آینۀ آن از ۷۹۸ شش گوش که هر کدام ۱.۴ متر طول دارند، تشکیل شده است. همچنین این تلسکوپ ۱۳ بار بیشتر از تلسکوپ های امروزی نور را جمع میکند که به آن در جستجوی نشانه های سیارات فراخورشیدی، انرژی تاریک و عجایب کیهانی کمک می نماید. ستاره شناسان برای پاسخ به سوالاتی غیر قابل پیش بینی که بعد از کشفیات این تلسکوپ به وجود می آید خود را آماده ساخته اند.

۳- تلسکوپ عظیم ماژلان (شیلی)

یک تلسکوپ دیگر که به مجموعه ی تاثیرگذار ِ تلسکوپ های شیلی اضافه می شود، تلسکوپ عظیم ماژلان است که برای رصدخانه ی لاس کامپاناس در جنوب صحرای آتاکاما آماده شده است. طراحی منحصر به فرد این تلسکوپ به گونه ای است که هفت عدد از بزرگترین آینه های یکپارچه ی سخت را در خود جای داده است. این آینه ها نور را روی هفت آینۀ کوچکتر و منعطف ثانویه منعکس می کنند، سپس به آینه ی ابتدایی مرکزی اولیه بازگشته و نهایتا به دوربین های پیشرفتۀ عکس برداری می رسند و نور در این مرحله پردازش میگردد.

روی سطح همه ی آینه های ثانویه صدها فعال کننده وجود دارد که آینه را برای مقابله با طوفان های جوی تنظیم میکند. به گفته ی محققان این فعال کننده ها که توسط کامپیوترهای پیشرفته کنترل می شوند نور ستاره های چشمک زن را به نقاطی ثابت و واضح تبدیل می کنند، به همین دلیل تصاویری با وضوح ۱۰ برابر نسبت به تلسکوپ فضایی هابل به دست می آید. دانشمندان از این تلسکوپ برای جستجوی بیگانگان در سیاره های فراخورشیدی استفاده می کنند. برای مثال از این تلسکوپ برای درک چگونگی شکل گیری اولین کهکشان ها، اینکه چرا بیشتر جهان از مادۀ تاریک و انرژی تاریک تشکیل شده و چند تریلیون سال بعد جهان چگونه خواهد بود، استفاده خواهد شد.

۴- تلسکوپ بزرگ پیمایشی سینوپتیکی(شیلی)

آینه های بزرگ تنها کلید ساخت یک تلسکوپ دگرگون کننده نیست. شعاع این تلسکوپ تنها ۸.۴ متر است( که البته هنوز بزرگ است) اما میدان عمل و سرعت آن را کم میکند. به عنوان یک تلسکوپ پیمایشی بیشتر با این هدف طراحی شده که آسمان شب را به طور کلی بررسی کند و برای تمرکز روی اهداف منفرد ساخته نشده است. این تلسکوپ تنها در شب های خیلی نادری اینکار را انجام می دهد و از بزرگترین دوربین دیجیتال کرۀ زمین برای ضبط فیلم هایی رنگی و خلاصۀ وقایع شب استفاده می کند.

این دوربین ۳.۲ میلیارد پیکسلی که به اندازه یک ماشین میباشد قادر است از میدانهای دید گسترده عکس بگیرد به گونه ای که عکس ها ۴۹ برابر ماه را در یک عکس برداری پوشش می دهد. در واقع این یک توانایی جدید در علم ستاره شناسی محسوب می شود. به گفتۀ محققان این تلسکوپ نقشه هایی بی نظیر و سه بعدی از چگونگی توزیع اجرام در جهان تهیه خواهد کرد و قادر خواهد بود به اسرار انرژی تاریک عامل انبساط شتابدار کیهان، پی ببرد. همچنین می تواند برآوردی دقیق از سیارکهای خطرناک در منظومه ی شمسی که طولی حدود ۱۰۰ متر دارند، بدهد. ساخت این تلسکوپ سال ۲۰۱۶ آغاز شده و طبق برنامه ریزی در سال ۲۰۲۲ افتتاح می شود.

۵- تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا گام های بلندی برخواهد داشت. طبق برنامه ریزی قرار بود این تلسکوپ سال ۲۰۱۶ به فضا پرتاب شود اما هزینه های گزاف مانع این اتفاق شد و پرتابش را تا سال ۲۰۱۸ به تعویق انداخت. هزینه های آن در سال ۲۰۱۱ از ۵ میلیارد دلار رد شد و حتی تا پای رد در کنگره پیش رفت. سرانجام باقی ماند و اکنون سقف هزینه هایش ۸ میلیارد دلار میباشد. مانند تلسکوپ هابل و تلسکوپ اسپیتزر مزیت اصلی آن بودن در فضاست اما اندازۀ آن سه برابر تلسکوپ هابل میباشد و آینه اولیه آن ۶.۵ متر طول دارد که با باز شدن تاخوردگی هایش به اندازه ی واقعی میرسد. این آینه موجب برتری تصاویر این تلسکوپ نسبت به عکس های حیرت آور تلسکوپ هابل می شود و طول موج بلندتر و حساسیت بیشتری را پوشش می دهد.

به گفته ی ناسا،حساسیت به طول موج های بالا همان خصوصیتی است که در کشف وقایع ابتدای تولد کیهان و برای شکار نحوه ی شکل گیری نادیده شده ی کهکشان های نخستین مورد نیاز است. با همین روش می توان از طریق نظاره ی ابرهای غبارآلود می توان به نحوه ی شکل گیری ستارگان و سیاره ها پی برد. تلسکوپ هابل حداقل تا سال ۲۰۲۷ در مدار خود قرار خواهد داشت در نتیجه احتمالا این دو تلسکوپ چندین سال همزمان کار خواهند کرد. قابل ذکر است که تلسکوپ مادون قرمز اسپیتزر در سال ۲۰۰۳ شروع به کار کرد. پیش بینی شده بود که ۲.۵ سال بیشتر کار نمی کند اما احتمالا تا پایان این دهه به کارش ادامه می دهد.

۶- تلسکوپ فروسرخ میدان گسترده (WFIRST AFTA)‌

تلسکوپ فضایی جیمز وب تنها تلسکوپ فضایی در اختیار ناسا نمیباشد. ناسا همچنین دو تلسکوپ جاسوسی دفتر ملی دیده بانی آمریکا را در سال ۲۰۱۲ صاحب شده است که هر کدام از آنها یک آینۀ اولیه ۲.۴ متری و یک آینۀ ثانویه برای افزایش وضوح تصاویر دارد. به گفته محققان ناسا این دو تلسکوپ دست دوم میتوانستند از تلسکوپ هابل قدرتمندتر باشند، به همین منظور ناسا قصد دارد از یکی از آنها در یک ماموریت هدفمند برای مطالعۀ انرژی تاریک استفاده کند. این ماموریت که WFIRST AFTA نام دارد، یک تلسکوپ مطالعاتی فروسرخ میدان گسترده در زمینه اخترفیزیک است. در اصل ناسا قصد داشت از تلسکوپی با شعاع آینه‌ای بین ۱.۳ تا ۱.۵ متر استفاده کند. اما تلسکوپ جاسوسی دفتر ملی دیده بانی پیشرفت های چشمگیر علاوه بر آن خواهد کرد و قادر است عکس هایی با کیفیت تلسکوپ هابل با گستره ای ۱۰۰ برابر از آسمان بگیرد.

این تلسکوپ فضایی می تواند به سوالاتی اساسی دربارۀ ماهیت انرژی تاریک که ۶۸ درصد جهان را تشکیل داده و همچنان ناشناخته است، پاسخ دهد. این اطلاعات جدید می تواند نحوه ی تکامل جهان را برملا سازد. این تلسکوپ نیز همانند قوی ترین تلسکوپ ها چندکاره است. علاوه بر آشکار کردن مادۀ تاریک، تلسکوپ مادون قرمز به جستجوی سیارات خارجی و حتی کشف کهکشانها می پردازد. به گفتۀ ناسا با این که تلسکوپ هابل تعداد کهکشانهای خیلی کمی در محدوده ی ۵۰۰ میلیون سال از پس از بیگ بنگ را کشف کرده، این تلسکوپ می تواند صدها کهکشان دیگر را آشکار سازد.

۷- تلسکوپ ۵۰۰ متری کروی چین

چین به تازگی ساخت تلسکوپ غول پیکر خود که دهانۀ بشقابی پانصد متری دارد را به اتمام رسانده است. این تلسکوپ رادیویی عظیم به طور تقریبی اندازۀ ۳۰ زمین فوتبال است، بزرگی این تلسکوپ دو برابر تلسکوپ مشابه خود یعنی رصدخانۀ آرسیبوی در پورتوریکو میباشد. هر دوی این رادیو تلسکوپ ها بسیار بزرگ هستند، اما تلسکوپ چینی میتواند منعکس کننده هایش را در ۴۴۵۰ جهت متفاوت برای جستجوی ستارگان شب جابه جا کند، اما منعکس کننده های آرسیبو کاملا در محل خود ثابت هستند و به یک گیرندۀ معلق برای هدایت سیگنال های فضا اتکا دارند.

این تلسکوپ قوی می تواند امواج گرانشی، تپ اخترها و سیگنال موجودات بیگانه ی فضایی را جستجو کند. دولت چین محل سکونت ۹ هزار نفری که در شعاع ۳ مایلی تلسکوپ زندگی میکردند را جا به جا کرده است. به ساکنان آن منطقه پول داده شد تا در جای دیگری سکنی گزینند. هدف از این جا به جایی به گفته ی مسوولان دولتی ایجاد یک محیط عاری از آلودگی امواج صوتی و الکترومغناطیس است.