تلسکوپ کوچکی فراتر از زحل ممکن است بر تلسکوپ‌های غول‌پیکر نزدیک زمین غلبه کند!!

چنین ماموریتی می‌تواند به زودی توسعه یابد و به اخترفیزیکدانان اجازه دهد از منظومه شمسی سلفی بگیرند و از گرانش خورشید به عنوان عدسی برای نگاه کردن به اعماق فضا استفاده کنند.

یک تلسکوپ در منظومه شمسی بیرونی می‌تواند علوم منحصر به فردی را انجام دهد که در نزدیکی خورشید غیرممکن است.

Michael Zemcov, CC BY-ND

دهها تلسکوپ فضایی در نزدیکی زمین کار می‌کنند و تصاویر باورنکردنی از کیهان ارائه می‌کنند. اما تصور کنید یک تلسکوپ دورتر در منظومه شمسی بیرونی، 10 یا حتی 100 برابر دورتر از خورشید نسبت به زمین باشد. توانایی نگاه کردن به منظومه شمسی یا نگاه کردن به تاریکی کیهان دور، این ابزار علمی منحصربه‌فرد قدرتمندی خواهد بود.

من یک اخترفیزیکدان هستم که به بررسی شکل‌گیری ساختار در جهان می‌پردازم. از دهه 1960، دانشمندانی مانند من در حال بررسی سؤالات علمی مهمی هستند که ممکن است بتوانیم با تلسکوپی که در منظومه شمسی بیرونی قرار دارد به آنها پاسخ دهیم.

بنابراین چنین ماموریتی چگونه خواهد بود؟ و چه علمی می توان انجام داد؟

محل قرارگیری تلسکوپ تقریباً به اندازه قدرت آن اهمیت دارد. در بسیاری از موارد، هر چه از خورشید دورتر باشد، بهتر است.

Beinahegut/WikimediaCommons

یک تلسکوپ کوچک دور از خانه

قدرت علمی یک تلسکوپ دور از زمین در درجه اول از محل آن، نه اندازه آن ناشی می‌شود. برنامه‌ریزی برای تلسکوپ در منظومه شمسی بیرونی، آن را در جایی فراتر از مدار زحل، تقریباً در فاصله یک بیلیون یا بیشتر از زمین قرار می‌دهد.

ما فقط باید یک تلسکوپ بسیار کوچک – با عدسی به اندازه یک صفحه کوچک – بفرستیم تا به بینش‌های اخترفیزیکی واقعاً منحصر به فرد دست یابیم. چنین تلسکوپی می‌تواند با وزن کمتر از 20 پوند (9 کیلوگرم) ساخته شود و می‌تواند تقریباً در هر مأموریتی به زحل یا فراتر از آن، همراه شود.

اگرچه در مقایسه با تلسکوپ‌هایی مانند هابل یا جیمز وب کوچک و ساده است، اما چنین ابزاری که دور از نور درخشان خورشید عمل می‌کند می‌تواند اندازه‌گیری‌هایی را انجام دهد که از نقطه نظر نزدیک به زمین دشوار یا کاملاً غیرممکن هستند.

خورشید دارای یک دیسک غبار و گاز است که آن را احاطه کرده است، بسیار شبیه مه صورتی که در این تصویر و نمایش گرافیکی یک ستاره کوتوله قرمز نزدیک و ابر غبار آن دیده می‌شود.

NASA/ESA/J. Debes

نگاه کردن به داخل منظومه شمسی از بیرون

متأسفانه برای ستاره‌شناسان، گرفتن سلفی از منظومه شمسی یک چالش است. اما اینکه بتوان منظومه شمسی را از نقطه دید بیرونی دید، اطلاعات زیادی به ویژه در مورد شکل، توزیع و ترکیب ابر غباری آشکار می‌کند که خورشید را احاطه کرده است.

یک چراغ خیابانی را در یک عصر مه‌آلود تصور کنید – با ایستادن دور از لامپ، مه به گونه‌ای قابل مشاهده است که کسی که زیر نور خیابان ایستاده هرگز نمی‌تواند ببیند.

سال‌هاست که اخترفیزیکدانان می‌توانستند از دیسک‌های غبار موجود در منظومه‌های خورشیدی اطراف ستاره‌های دیگر کهکشان راه شیری عکس بگیرند و مطالعه کنند. اما این ستارگان بسیار دور هستند و محدودیت‌هایی برای آموختن اخترشناسان در مورد آنها وجود دارد. با استفاده از مشاهداتی که به سمت خورشید نگاه می کنند، ستاره‌شناسان می‌توانند شکل، ویژگی‌ها و ترکیب این ابرهای غبار دوردست را با داده‌های دقیق منظومه شمسی خود مقایسه کنند. این داده‌ها شکاف‌های دانش در مورد ابرهای غبار خورشیدی را پر می‌کند و درک تاریخچه تولید، مهاجرت و تخریب گرد و غبار در سایر منظومه‌های خورشیدی را ممکن می‌سازد که هیچ امیدی به سفر شخصی به آنها وجود ندارد.

جهان پر از کهکشان است – همانطور که در این تصویر به نام میدان فوق‌العاده عمیق هابل دیده می‌شود – و اندازه گیری نور تجمعی از آنها از زمین دشوار است.

NASA/JPL

تاریکی عمق فضا

یکی دیگر از مزایای قرار دادن تلسکوپ دور از خورشید، کمبود نور منعکس شده است. دیسک گرد و غبار در صفحه سیارات، نور خورشید را به سمت زمین منعکس می‌کند. این امر مهی ایجاد می‌کند که بین 100 تا 1000 برابر روشنتر از نور کهکشانهای دیگر است و نماهای کیهان را از نزدیکی زمین پنهان می‌کند. ارسال یک تلسکوپ به خارج از این ابر غبار، آن را در منطقه بسیار تاریک‌تری از فضا قرار می‌دهد و اندازه‌گیری نوری که از خارج از منظومه شمسی می‌آید را آسان‌تر می‌کند.

از فاصله به اندازه کافی دور، می‌توان از خورشید به عنوان یک عدسی غول‌پیکر استفاده کرد، شبیه به عدسی گرانشی که در اینجا دیده می‌شود، زیرا نور یک کهکشان آبی دور در اطراف یک کهکشان نارنجی نزدیکتر است خم می‌شود که در مرکز دیده می‌شود.

ESA / هابل / ناسا

در نهایت، افزایش فاصله تلسکوپ از خورشید همچنین به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا علوم منحصر به فردی را انجام دهند که از اثری به نام عدسی گرانشی بهره می برد، که در آن یک جسم عظیم مسیری را که نور طی می‌کند در حالی که از کنار یک جسم عبور می کند منحرف می‌کند.

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

A tiny telescope beyond Saturn might trump giant telescopes near Earth

By Michael Zemcov, The Conversation  |  Published: Monday, November 1, 2021

https://astronomy.com/news/2021/11/a-tiny-telescope-beyond-saturn-might-trump-giant-telescopes-near-earth