اخترشناسان رویای بزرگی در سر دارند، معرفی چهار تلسکوپ فضایی آینده!! قسمت چهارم

انتشار بررسی ده‌ساله آسترو 2020 قریب‌الوقوع است که در آن چهار مفهوم برای تبدیل شدن به ماموریت پرچم‌دار بعدی ناسا با هم رقابت می‌کنند. از زمین‌ فراخورشیدی گرفته تا اشعه ایکس، آینده چه چیزی را رقم خواهد زد؟

آیا روزی اقیانوس‌ها را در زمینی دیگر به تصویر خواهیم کشید؟ آیا ما هرگز امضای اولین سیاهچاله‌ها را خواهیم دید یا از شبکه کیهانی تقریباً نامرئی نقشه‌برداری خواهیم کرد؟ آیا منشا سیارات و خود حیات را تشخیص خواهیم داد؟ اینها یکی از فوری‌ترین سؤالات نجوم امروزی هستند – و پاسخ آنها در دسترس ما است.

در چند هفته آینده، یک گروه پرقدرت از ستاره‌شناسان که طیف وسیعی از رشته‌ها را در بر می‌گیرند، دستورالعمل‌هایی را منتشر خواهند کرد که اولویت‌های دهه آینده نجوم را تعیین می‌کند. این گروه که توسط آکادمی ملی علوم انتخاب شده است، در حال بررسی چهار مأموریت تلسکوپ فضایی شاخص – که هر یک می‌تواند چهره نجوم را تغییر دهد – و همچنین 10 ماموریت کاوشگر کوچکتر را در نظر دارد. اخترشناسان چشم‌انداز آینده را در گزارشی به نام بررسی ده ساله ارائه خواهند کرد.

4ـ تلسکوپ فضایی Origins: پاسخ به “چگونه به اینجا رسیدیم؟”

آخرین تلسکوپ که به هیچ وجه کم اهمیت‌ترین تلسکوپ فضایی نیست به اختصار Origins نامیده می‌شود و قرار است پنجره‌ای را که به سختی کاوش شده در آسمان نشان دهد. نور مادون قرمز دور گرد و غبار و گاز بین ستارگان، تشکیل سیاره و کهکشان‌های تازه ادغام شده را کاوش می‌کند که هنوز در بقایای برخوردشان پوشانده شده‌اند،. اما، مانند اشعه ایکس، جمع‌آوری این فوتون‌های مادون قرمز نیاز به بالا رفتن از جو زمین دارد.

کارا باترسبای، عضو تیم Origins (دانشگاه کانکتیکات) می‌گوید: «اصطلاح «مادون قرمز» شامل مادون‌قرمز نزدیک، میانی و دور است که هر کدام به تنهایی به اندازه نور مرئی یا فرابنفش گسترده هستند. در حالی که همپوشانی بسیار مهمی با JWST وجود دارد، Origins جهان را در یک محدوده طول موج (دور-IR) کاوش می‌کند که به سختی مورد بهره برداری قرار گرفته است.

مفهوم تلسکوپ 5.9 متری فضایی Origins

تلسکوپ فضایی Origins / ناسا

تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا و رصدخانه فضایی هرشل آژانس فضایی اروپا آخرین کسانی بودند که این رژیم طول موج بلند را کاوش کردند. هرشل از سال 2009 تا 2013 آسمان مادون قرمز دور را رصد کرد و در حالی که اسپیتزر هنوز در حال کار است، در حالت “گرم” رصد می‌کند که قابلیت‌های آن را محدود می کند. Origins نوید افزایش 1000 برابری حساسیت را نسبت به این رصدخانه‌ها می‌دهد. باترسبای می‌گوید: «پیشرفت ارائه شده توسط تلسکوپ فضایی Origins شبیه به رصد با چشم غیرمسلح تا اولین تلسکوپ بشر است.

مانند Lynx (که از چاندرا پیروی می‌کند و ساختار تقریباً مشابهی دارد)، Origins جانشین اسپیتزر است و بر معماری آزمایش شده و اثبات شده آن متکی است. در حالی که Lynx یک آینه جدید و بهبود یافته ارائه می‌دهد، پیشرفت تکنولوژیکی که Origins ارائه می‌دهد آشکارسازهای آن است. تیم ماموریت هنوز در حال توسعه دو نوع فناوری مادون قرمز دور است. یکی از این فناوری‌ها در نهایت برای استفاده در تلسکوپ انتخاب خواهد شد. یک آشکارساز جدید مادون قرمز میانی نیز در دست توسعه است.

بیشتر قابلیت‌های آشکارسازها دمای فوق‌العاده سرد تلسکوپ است که فقط 4.5 درجه بالای صفر مطلق است. مارگارت میکسنر، رئیس تیم Origins (موسسه علمی تلسکوپ فضایی) می‌گوید: «وقتی تلسکوپ گرم‌تر از 4.5 کلوین است، تابش تلسکوپ بالاتر از پس‌زمینه است و دیدن کیهان را سخت‌تر می‌کند». “مثل رصد در طول‌موج‌های نوری در طول روز است: به دلیل نور پراکنده خورشید نمی‌توانید به راحتی ستاره‌ها را ببینید. Origins، با یک تلسکوپ 4.5 K، در حال بازیابی “آسمان شب” در مادون قرمز دور است.”

هدف از بررسی این بخش نسبتا ناشناخته طیف، نگاهی به منشأ است: تولد ستارگان و کهکشان‌ها، تولد سیارات، و مواد لازم برای ایجاد حیات. کارل سیگان به طور معروف اعلام کرد: “ما از ستاره‌ها ساخته شده‌ایم” و Origins مستقیماً آنها را بررسی خواهد کرد.

میکسنر توضیح می‌دهد: “من بیشتر به چرخه زندگی غبار در زمان کیهانی علاقه‌مند هستم.” چگونه غبار در ستارگان در حال مرگ تشکیل شد، در محیط بین ستاره‌ای ترکیب شده و به شکل‌گیری نسل بعدی ستاره‌ها کمک کرد؟

به دلیل ماهیت جهان در حال انبساط، طول‌موج‌های بلندی که Origins به آن حساس است، آن را قادر می‌سازد تا بیش از آنچه تلسکوپ‌های کنونی و آینده می‌توانند در گذشته کیهانی ما کاوش کنند – به دوران اولین ستارگان بازگردیم که عصر یونیزه شدن نامیده می‌شود.

طول‌موج‌های مادون قرمز دور کهکشان‌های دورتر Origins بیش از 99 درصد زمان کیهانی را، از «عصر تاریک» کیهانی، تا دوران اوج رشد کهکشان‌ها، تا امروز کاوش می‌کند.

تلسکوپ فضایی Origins / ناسا

مانند HabEx و LUVOIR، Origins نیز نقش مهمی در اکتشاف سیارات فراخورشیدی خواهد داشت. با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ میانی، این مأموریت قادر خواهد بود که امضاهای زیستی را در سیارات زمینی در فاصله‌ای مانند زمین از ستارگان میزبانشان شناسایی کند. تیفانی کاتاریا (NASA JPL) عضو تیم می‌گوید: «منشاها بر روی طول‌موج‌هایی عمل می‌کنند که در آن سیارات بالقوه قابل سکونت تشعشع ساطع می‌کنند». اندازه‌گیری‌های دما، همراه با اندازه‌گیری مولکول‌های امضای زیستی، به ما کمک می‌کنند تا تعیین کنیم آیا یک سیاره واقعاً قابل سکونت است یا خیر.

باترسبای می‌گوید: «هرگاه بشریت به یک محدوده طول موج جدید با چنین افزایش حساسیت نگاه کرده است، چیزهای شگفت‌انگیز جدیدی دیده‌ایم. “علمی که ما هنوز نمی‌دانیم چیزی است که به نظر من وسوسه‌انگیزترین است.”

این کاملاً منصفانه نیست که بگوییم این مفاهیم مأموریت در حال رقابت با یکدیگر هستند. به هر حال، همانطور که سیگر به ما یادآوری می‌کند، «نظرسنجی دهه‌ای هیچ اجباری برای انتخاب یکی از چهار مورد ندارد». آیا پس از ماموریت طول کشیده JWST، آیا جامعه علمی به “رصدخانه بزرگ” بلندپروازانه دیگری چراغ سبز نشان می‌دهد – یا باعث توقف توسعه پرچمدار خواهد شد؟

اومرئا می‌گوید: “این بزرگترین ترس من است.” “اگر ما به عنوان یک جامعه بگوییم غیرممکن است که از اشتباهات خود درس بگیریم، غیرممکن است که یک پرچمدار بسازیم، پس به نوعی از جاه‌طلبی دست می‌کشیم.»

پایان

 ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

ASTRONOMERS DREAM BIG, CONSIDER FOUR FUTURE SPACE TELESCOPES

BY: MONICA YOUNG NOVEMBER 3, 2021

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/2020-decadal-survey-future-astronomy/