تلسکوپ رومن قرار است پرده از رازهای کیهان بردارد
بیگ بنگ: تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن که چشم جدید بشر برای رصد اجرام کیهانی است روز یکشنبه 8 شهریور 1405 به فضا پرتاب شد. این تلسکوپ فضایی قرار است در ماموریتی پنج ساله به بررسی برخی از بزرگترین رازهای اخترفیزیک و کیهانشناسی بپردازد.
به گزارش بیگ بنگ، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن که پروژهای حدودا چهار میلیارد دلاری است، از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا، سوار بر موشک فالکون هوی شرکت اسپیسایکس، به فضا فرستاده شد. رومن پس از پرتاب در مسیر نقطهای مداری موسوم به نقطه لاگرانژ ۲ (L۲) قرار خواهد گرفت؛ مکانی که حدود ۱.۶ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد و انتظار میرود رومن 100 روز دیگر به این نقطه از فضا برسد و پس از کالیبراسیون اوایل سال 2027 نخستین عکسش از فضا را ثبت نماید.
تصاویر ثبتشده آنقدر بزرگ خواهند بود که هیچ صفحهنمایشی در جهان برای نمایش کامل آنها وجود ندارد. حتی اگر از آن دسته افرادی نباشید که مرتب تصاویر جدید فضایی را دنبال میکنند، باز هم بهسختی میتوان از کنار زندگی روزمره و اینترنت عبور کرد بدون اینکه با یکی از آنها روبهرو شوید.
کافی است بخواهید تصویر پسزمینه جدیدی برای آیفون خود انتخاب کنید؛ مجموعهای از تصاویر خیرهکننده و دقیق از ماه پیش روی شماست. یا هنگام تماشای قسمتهای قدیمی سریال «پیشتازان فضا» شاید متوجه نشوید بسیاری از آن سحابیهای شفاف و رنگارنگی که بیرون سفینه دیده میشوند، بر اساس دادههای واقعی نجومی ساخته شدهاند.
ما در زمینه تصاویر کیهانی واقعاً خوششانسیم. اجرام شگفتانگیزی که سالها نوری با ما فاصله دارند، حالا به بخشی از زندگی روزمرهمان تبدیل شدهاند. با اینکه هنوز فاصله زیادی تا درک کامل ماهیت واقعی جهان داریم، اما امروز بیش از هر زمان دیگری به آن نزدیک شدهایم.
بخش بزرگی از این پیشرفت، مدیون ناوگان قدرتمند تلسکوپهای فضایی است؛ ناوگانی که همچنان در حال بزرگتر شدن است. یکی از مهمترین اعضای جدید این ناوگان، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناساست؛ رصدخانهای که قرار است سطح تازهای از شناخت کیهان را در اختیار ما بگذارد.
رومن میتواند انواع جدیدی از تصاویر را ثبت کند، دادههای تازهای ارائه دهد و ما را به سمت پرسشهایی ببرد که شاید هنوز حتی نمیدانیم چگونه باید مطرحشان کنیم.
تلسکوپ رومن چیست؟
به زبان ساده، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن یک رصدخانه فلزی استوانهایشکل به طول حدود ۱۲.۷ متر است که تاریخ 30 اگوست 2026 با موشک فالکون هوی اسپیسایکس از مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا به فضا پرتاب شد.
این تلسکوپ برای یک مأموریت پنجساله طراحی شده که در صورت عملکرد موفق، میتواند تا ۱۰ سال ادامه پیدا کند. رومن دو ابزار اصلی دارد: ابزار میدان گسترده (WFI) و ابزار تاجنگار (Coronagraph Instrument)
این ابزارها به رومن اجازه میدهند بخشهای عظیمی از کیهان را بررسی کند و به پرسشهای مهمی درباره ماده تاریک، انرژی تاریک، سیارات فراخورشیدی، ابرنواخترها و دیگر پدیدههای کیهانی پاسخ دهد. اما رومن در مقایسه با دو تلسکوپ بزرگ و مشهور امروزی، یعنی هابل و جیمز وب، چه چیزی برای ارائه دارد؟
رومن در برابر هابل
یکی از بزرگترین مزیتهای رومن نسبت به هابل، سرعت و توانایی بسیار بالاتر در پیمایش آسمان است. هابل در حدود ۳۵ سال فعالیت خود تاکنون تقریباً ۴۰۰ ترابایت داده جمعآوری کرده است؛ اما انتظار میرود رومن بتواند سالانه حدود ۵۰۰ ترابایت داده تولید کند.
به گفته “جرد آیزاکمن” مدیر ناسا، توانایی رومن در بررسی آسمان بیش از ۱۰۰۰ برابر سریعتر از هابل خواهد بود و این تلسکوپ میتواند در یک تصویر، حدود 100 تا ۲۰۰ برابر آسمان بیشتری نسبت به هابل ثبت کند. به بیان دیگر، کاری که ممکن است هابل برای انجامش به ۲۰۰۰ سال زمان نیاز داشته باشد، رومن میتواند در حدود یک سال انجام دهد.
حتی اندازۀ تصاویر آن نیز حیرتانگیز خواهد بود؛ بهگونهای که برای نمایش کامل آنها، هیچ صفحهنمایش معمولی کافی نیست. نکته جالب این است که قطر آینه اصلی رومن ۲.۴ متر است؛ تقریباً هماندازه آینه اصلی هابل.
اما با وجود اندازه مشابه آینهها، ابزار میدان گسترده رومن به آن اجازه میدهد بخش بسیار بزرگتری از آسمان را در یک نگاه مشاهده کند. ابزار WFI عمدتاً در طول موج فروسرخ فعالیت میکند و میدان دید آن حدود ۱۰۰ برابر بزرگتر از ابزار فروسرخ هابل است.
ناسا میگوید رومن در طول مأموریت خود میتواند نور مربوط به یک میلیارد کهکشان و میلیاردها پدیده کیهانی دیگر را اندازهگیری کند. تفاوت اصلی را میتوان اینطور خلاصه کرد: هابل جزئیات بیشتری از بخش کوچکی از آسمان میبیند؛ رومن بخش بسیار بزرگتری از آسمان را با سرعتی فوقالعاده بررسی میکند.
رومن در برابر جیمز وب
رومن و تلسکوپ فضایی جیمز وب یک ویژگی مهم مشترک دارند: هر دو بهشدت به نور فروسرخ وابستهاند. نور فروسرخ برای چشم انسان نامرئی است و میتوان آن را تا حدی شبیه یک «ردپای گرمایی» تصور کرد. در نجوم، این نور اهمیت بسیار زیادی دارد. وقتی نور اجرام بسیار دور در حال حرکت به سمت ماست، به دلیل انبساط مداوم جهان، طول موج آن کشیده میشود و به سمت طول موجهای بلندتر و در نهایت فروسرخ منتقل میشود.
از طرف دیگر، ابرهای ضخیم گاز و غبار میانستارهای نیز میتوانند بسیاری از اجرام را در نور مرئی پنهان کنند؛ اما نور فروسرخ میتواند از میان این مناطق عبور کرده و آنها را آشکار کند. جیمز وب تاکنون در این زمینه دستاوردهای چشمگیری داشته و برخی از دورترین کهکشانهای شناختهشده و اجرام مربوط به نخستین دورههای تاریخ کیهان را آشکار کرده است.
اما تفاوت بزرگ رومن و وب در میدان دید آنهاست. آینه اصلی جیمز وب با قطر حدود ۶.۵ متر بسیار بزرگتر از آینه ۲.۴ متری رومن است. بنابراین وب میتواند نور بیشتری جمعآوری کند و اجرام بسیار کمنور و دور را با جزئیات بیشتری بررسی کند.
اما این قدرت با یک هزینه همراه است: میدان دید وب بسیار محدودتر است. جیمز وب عمداً بخش کوچکی از آسمان را با دقت بسیار بالا بررسی میکند؛ در حالی که رومن میتواند بخش بسیار وسیعتری از آسمان را همزمان مشاهده کند. میدان دید رومن حدود ۵۰ برابر گستردهتر از جیمز وب خواهد بود. بنابراین: جیمز وب مثل یک ذرهبین فوقالعاده قدرتمند است؛ رومن مثل یک دوربین فوقعریض کیهانی.
چرا میدان دید بزرگ رومن اهمیت دارد؟
در جهان، اتفاقات مختلفی دائماً و تقریباً همزمان رخ میدهند. ممکن است یک ابرنواختر در گوشهای از کیهان منفجر شود و همزمان در نقطهای دیگر، یک فوران رادیویی سریع یا رویدادی مربوط به یک سیاهچاله رخ دهد. اگر میدان دید تلسکوپ کوچک باشد، دانشمندان باید تصمیم بگیرند دقیقاً کدام بخش از آسمان را بررسی کنند.
اما اگر ندانیم چه چیزی در نقطهای دیگر در حال رخ دادن است، ممکن است یک رویداد بسیار مهم را از دست بدهیم. اینجاست که رومن وارد عمل میشود. این تلسکوپ میتواند ابرنواخترها، فورانهای رادیویی سریع، تابشهای مربوط به سیاهچالهها و نامزدهای کهکشانی تحت تأثیر عدسی گرانشی را در مقیاس بسیار وسیعی شناسایی کند.
برای مثال، رومن میتواند برخورد ستارههای نوترونی را شناسایی کند؛ اجرامی فوقالعاده چگال که تنها یک قاشق غذاخوری از ماده آنها میتواند جرمی تقریباً برابر با کوه اورست داشته باشد. جیمز وب ممکن است اصلاً چنین رویدادی را در میدان دید خود پیدا نکند، اما رومن میتواند ابتدا آن را شناسایی کند.
سپس تلسکوپهایی مانند جیمز وب یا هابل میتوانند برای بررسی دقیقتر به سراغ آن بروند. به همین دلیل میتوان رومن را شبیه یک نقشه گوگل از نقاط داغ کیهان در نظر گرفت؛ تلسکوپی که مکانهای جالب را پیدا میکند تا تلسکوپهای دیگر بعداً با جزئیات بیشتری آنها را بررسی کنند.
میدان دید گسترده؛ دریچهای به سوی ماده و انرژی تاریک
ثبت اطلاعات مربوط به میلیاردها جرم کیهانی در مدتزمانی کوتاه، میتواند به دانشمندان کمک کند تا درباره یکی از بزرگترین معماهای جهان تحقیق کنند: ماده تاریک و انرژی تاریک.
این دو پدیده در مجموع حدود ۹۵ درصد محتوای جهان را تشکیل میدهند، اما مستقیماً قابل مشاهده نیستند. ما وجود انرژی تاریک را از اثر آن بر شتاب گرفتن انبساط جهان استنباط میکنیم و ماده تاریک نیز ظاهراً مانند نوعی «چسب گرانشی» به شکلگیری و پایدار ماندن ساختارهای کیهانی کمک میکند.
با تصویربرداری از تعداد بسیار زیادی کهکشان، رومن میتواند به دانشمندان کمک کند تا بهتر بفهمند ماده تاریک و انرژی تاریک چگونه بر جهان قابل مشاهده تأثیر میگذارند. رومن همچنین میتواند در طول زمان، از تغییرات کیهان تصاویر سهبعدی و نوعی فیلم زمانگریز کیهانی ایجاد کند تا دانشمندان بتوانند تحولات اجرام و ساختارهای کیهانی را بهتر بررسی کنند.
رومن حتی میتواند سیارات فراخورشیدی را مستقیماً ببیند
پس از آغاز فعالیت، انتظار میرود رومن هزاران سیاره فراخورشیدی را کشف کند؛ سیاراتی که به دور ستارههایی خارج از منظومه شمسی ما میچرخند.
ابزار دیگر رومن، یعنی تاجنگار (Coronagraph)، یکی از جذابترین قابلیتهای این تلسکوپ است. میتوان تاجنگار را مانند یک خورشیدگرفتگی مصنوعی تصور کرد. این ابزار نور خیرهکننده ستاره را مسدود میکند تا اجرامی بسیار کمنورتر که در اطراف آن قرار دارند، قابل مشاهده شوند.
بر اساس اطلاعات ناسا، تاجنگار رومن میتواند سیاراتی را شناسایی کند که تا ۱۰۰ میلیون برابر کمنورتر از ستاره میزبان خود هستند. این عملکرد حدود ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بهتر از تاجنگارهای فضایی موجود خواهد بود. این قابلیت میتواند به دانشمندان اجازه دهد سیارات فراخورشیدیای را بررسی کنند که کمنورتر، سردتر، دورتر و دشوارتر برای شناسایی هستند.
رومن قرار نیست جای هابل یا جیمز وب را بگیرد
وقتی جیمز وب در سال ۲۰۲۲ آغاز به کار کرد، بسیاری آن را نسخه ارتقایافته هابل میدانستند. اما این برداشت درست نیست. جیمز وب جایگزین هابل نیست؛ رومن هم جایگزین جیمز وب نخواهد بود. هرکدام از این تلسکوپها برای هدف متفاوتی ساخته شدهاند.
هابل میتواند جزئیات بسیار زیادی از بخشهای کوچک آسمان را ثبت کند. جیمز وب با آینه بسیار بزرگ خود میتواند عمیقتر به جهان اولیه نگاه کند و اجرام کمنور و بسیار دور را با جزئیات فوقالعاده بررسی کند. و رومن میتواند بخش عظیمی از آسمان را با سرعتی بیسابقه اسکن کند و میلیاردها جرم و رویداد کیهانی را در یک نقشه بزرگ از جهان ثبت کند.
در نهایت، قرار نیست یکی از این تلسکوپها جای دیگری را بگیرد. آنها قرار است در کنار یکدیگر کار کنند؛ هرکدام یک صفحه جدید از کتاب عظیم کیهان را پیش روی ما بگذارند. و رومن، بهسادگی، قرار است یکی از بزرگترین و شگفتانگیزترین صفحات این کتاب را آشکار کند.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: space.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109950
