تلسکوپهایی که به جهان چشم دوخته اند/ بزرگترین اکتشافات نجومی

[h=1] تلسکوپهایی که به جهان چشم دوخته اند/ بزرگترین اکتشافات نجومی
[/h]

​

۱ اسفند ماه ۱۳۹۰

​

به گزارش خبرنگار مهر، دو رصدخانه فضایی پلانک و هرشل آژانس فضایی اروپا در ماه می 2009 با موشک آریان 5 پرتاب شدند و در مدت 30 ماه فعالیت خود تاکنون توانسته اند با ارائه اطلاعات با ارزشی از کیهان تحولی در نوع نگاه دانشمندان به آسمان ایجاد کنند.
ماه گذشته، اسا اعلام کرد که یکی از دو چشم ماهواره پلانک بسته شده است و این ماهواره می تواند حداکثر تا اکتبر 2012 تنها با یک چشم به کار خود ادامه دهد.
اکنون دانشمندانی که در پروژه برادر پلانک یعنی هرشل کار می کنند اعلام کردند که رصدخانه فضایی میلیارد یورویی اسا نیز آخرین سال زندگی خود را پشت سر می گذارد.
درحقیقت، حجم مایع خنک کننده دو ایزوتوپ هلیم (هلیم 3 و هلیم 4) که مسئولیت خنک کردن دستگاههای هرشل را به عهده داشت به کمتر از 100 کیلوگرم رسیده و اعتقاد بر این است که بین 11 تا 14 ماه از دوره زندگی این رصدخانه فضایی باقیمانده باشد. این ماهواره به همراه پلانک در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری از زمین ماموریت خود را انجام می دهد.
در حالی که پلانک، دستگاهی است که تمام پرتوهای منتشر شده از اعماق کیهانی را ردیابی و شکار می کند، هرشل یک تلسکوپ فضایی واقعی و بسیار پر قدرت است که از اجرام آسمانی تصاویری با وضوح تصویر بسیار بالا تهیه می کند.

رصدخانه فضایی هرشل در می 2011 توفانهای کهکشانی خشنی را از گازهای مولکولی شناسایی کرد که می توانند از تشکیل ستارگان ممانعت کنند
بنابراین، این دو ماموریت علمی تفاوتهای بسیاری با هم دارند، هرچند امکان برقرای ارتباط میان این دو ماهواره وجود دارد. به طوریکه وقتی پلانک یک جرم آسمانی را که می تواند یک کهکشان جدید باشد رصد می کند می تواند با هرشل ارتباط برقرار کرده و هرشل نیز از جرم آسمانی مورد نظر تصاویری با وضوح تصویر بالا به دست آورد.
همچنین، ماموریتهای هرشل و پلانک کاملا از ماموریت تلسکوپ فضایی هابل متفاوت هستند به طوری که پلانک قبل از هر چیز باید به رصد تمام آسمان بپردازد و با وضوح تصویر بسیار بالا از پرتوهای اعماق کیهان نقشه برداری کرده و مشاهده اجرام کیهانی را در حوزه فیزیک نجوم امکانپذیر کند.
هرشل همانند هابل یک تلسکوپ فضایی است یعنی به رصد و تصویربرداری از اجرام آسمانی می پردازد. اما تفاوت آن با هابل در این است که تصاویری که هابل تهیه می کند اپتیکی هستند که در نور مرئی یعنی نوری که با چشم انسان دیده می شود گرفته شده اند این درحالی است که هرشل تصاویر را در طیف فراسرخ تولید می کند. یعنی طیفی بالاتر از طیف نوری که با چشم انسان قابل مشاهده است.
در طیف فراسرخ امکان رصد اجرام آسمانی دورتر وجود دارد و بنابراین وظیفه اصلی هرشل رصد چگونگی تشکیل این اجرام آسمانی و شکل گیری کهکشانها در کیهان است.
دستگاههای هرشل همانند دستگاههای پلانک در دمای نزدیک به صفر مطلق (273.15- درجه سانتیگراد) عمل می کنند. در زمان پرتاب، مخازن این تلسکوپ محتوی بیش از 2 هزار لیتر مایع خنک کننده بودند که درحال حاضر کمتر از 100 کیلوگرم آن باقیمانده است با به پایان رسیدن این مایع، هرشل نیز کور می شود.
چشمهایی که به جهان هستی خیره اند
تلسکوپها و رصدخانه های فضایی، چشمهایی هستند که در باندهای مختلف آسمان را رصد و اسکن کرده، سپس داده ها و تصاویر را پردازش می کنند و آنها را به زمین می فرستند.
از آغاز عصر فضا، رصدخانه های مدارگرد به یکی از نقاط مهم در اکتشافات فضایی و جهشی مهم در پیشرفت نجوم تبدیل شده اند.
این مدارگردها با کمک چشمهای الکترونیکی پیشرفته و در بسامدهایی که چشم انسان قادر به درک آنها نیست جهان را رصد کنند. اتمسفر، پرتوهای الکترومغناطیسی را در بسیاری از طول موجها فیلتر می کند و از رسیدن آنها به زمین جلوگیری می کند.
بنابراین مزیت بزرگ اعزام این رصدگرها یا تلسکوپها به فضای فراتر از لایه های اتمسفر زمین در این است که این ابزارها می توانند این طول موجها را به ویژه در طیفهای مادون قرمز و ماورا بنفش شکار کنند.
تلسکوپ فضایی هابل
هابل در 24 آوریل 1990 همراه شاتل دیسکاوری در ماموریت STS-31 روانه فضا شد. اکتشافات این تلسکوپ تاکنون تقریبا تمامی زمینه های علم نجوم، از علوم سیاره ای گرفته تا کیهان شناسی را تحت تاثیر خود قرار داده است.
این تلسکوپ، در حدود 22 سال است که در لایه های خارجی اتمسفر زمین در ارتفاع 560 کیلومتری هر 92 دقیقه یکبار یک دور در اطراف زمین می چرخد و جهان را رصد می کند.
هابل در حدود 11 تن وزن و 13.2 متر طول دارد. حداکثر قطر آن 2.4 متر است و در طیفهای نوری، ماورا بنفش و نزدیک به مادون قرمز رصد می کند.
معروفترین تلسکوپ فضایی دنیا تاکنون کشفیات بسیار مهمی را انجام داده است که از میان آنها می توان به اولین تلاشها برای اثبات وجود سیاراتی اشاره کرد که در اطراف سایر ستارگان می چرخند.
همچنین این تلسکوپ خوشنام رصدهایی را انجام داد که پیشنهاد کردند جهان در حال گسترش است. هابل در سال 2010 توانست دورترین کهکشانی را که از ما در فاصله 13.2 میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد شناسایی کند. امروز هابل در آستانه بازنشستگی قرار دارد و تا قبل از سال 2014 تلسکوپ فضایی جیمز وب جایگزین آن خواهد شد.

تلسکوپ فضایی هابل در دسامبر 2011 تصویری تماشایی از یک منطقه تشکیل ستارگان با عنوان Sharpless 2-106 واقع در کهکشان راه شیری تهیه کرده که شبیه به یک فرشته برفی کیهانی است
تلسکوپ فضایی جیمز وب
تلسکوپ فضایی مادون قرمز جیمز وب با هدف ساخت جانشین مناسبی برای تلسکوپهای فضایی هابل و اسپیتزر و رصد دورترین اجرام کیهانی درحال ساخت است.
این تلسکوپ یک پروژه بین المللی است که با همکاری آژانس فضایی آمریکا (ناسا)، آژانس فضایی اروپا (اسا) و آژانس فضایی کانادا اجرا می شود.
بر طبق پیش بینی ها این تلسکوپ باید در بازه زمانی 2016 تا 2018 همراه با موشک آریان 5 آژانس فضایی اروپا از پایگاه فضایی گوییانا در فرانسه پرتاب شود.
تلسکوپ وب از چهار نوع آینه تشکیل شده است. اولین نوع این آینه ها فضایی در حدود 25 متر را اشغال می کند. این آینه به دانشمندان اجازه خواهد داد که نور اجرام تیره و بسیار دور را بسیار سریعتر از تلسکوپهای فضایی فعلی رصد کند. این آینه ها از فلز برلیم ساخته شده اند.
این آینه ها در مرکز سیستمهای نوری یکپارچه L3 در ریچموند کالیفرنیا صیقل داده شدند. دقت آنها کمتر یک میلیونیم یک اینچ است. این دقت برای تهیه تصاویر با وضوح بسیار بالا در دمای 400- فارینهایت (240- درجه سانتیگراد) از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

آینه های تلسکوپ فضایی جیمز وب
پس از صیقل دادن آینه ها دانشمندان پروژه جیمز وب مرحله روکش گذاری آنها را آغاز کردند. در این مرحله، آینه ها با لایه های نازک میکروسکوپی طلا روکش می شوند. این روکش میزان اثربخشی بازتابش نور مادون قرمز را افزایش می دهد.
ناسا تاکنون روکش گذاری 13 آینه از مجموع 18 آینه اولیه را به اتمام رسانده و قرار است از ابتدای سال آینده تمام روکش گذاریها را انجام دهد. این 18 آینه اولیه در کنار آینه اصلی تلسکوپ وب را می سازند. قطر این آینه بزرگ 6.5 متر است.
فرمی، انتگرال و آیجل
این سه رصدخانه فضایی که تاکنون توانسته اند خدمات شایانی را به فیزیک نجوم در انرژیهای بالا ارائه کنند در طول موجهای پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما حساس هستند.
طول موجهای گاما و ایکس دو باندی هستند که در آنها می توان درباره خشن ترین پدیده های جهان از انفجار لامپهای گامایی تا انتشار تششعات تابیده از پالسارها و سیاه چاله ها را مطالعه کرد.
آیجل ثمره یک برنامه آژانس فضایی ایتالیا است که در سال 1997 شکل گرفت. این برنامه ای برای رصد پرتوهای گاما بود و آیجل (AGILE) با عنوان پروژه ماموریت کوچک (Small Mission) در این برنامه انتخاب شد. در واقع خود ماهواره نیز از نظر ابعاد بسیار کوچک است و وزن آن حدود 300 کیلوگرم است. این ماهواره یک دهه بعد یعنی در سال 2007 پرتاب شد و الان 5 سال است که در خدمت دانشمندان است.
ماموریت آیجل رصد در طیف گاما است. بنابراین دستگاههای این ماهواره فضا را در طیف انرژی بین چند مگا الکترون ولت تا چند گیگا الکترون ولت رصد می کنند. AGILE ابزار جدیدی است که به ما اجازه می دهد رصدهای زیاد و خوبی از اجرامی انجام دهیم که با سایر دستگاهها قابل رصد نیستند.

رصد لامپ پرتوهای گاما توسط ماهواره AGILE که در سپتامبر و اکتبر 2010 انجام شد
این ماهواره حساسیت بالایی به انرژیهای حدود 100 مگا الکترون ولت دارد بنابراین آیجل تنها رصدگری است که می تواند اجرام در این طیف را رصد کند. پیش بینی می شود که AGILE حداکثر تا 12 سال آینده بتواند رصدهای خود را انجام دهد.
ماهواره انتگرال حساسترین تلسکوپ به پرتوهای گاما است که تاکنون توسعه یافته است. این تلسکوپ را اسا با همکاری ناسا و آژانس فضایی روسیه ساخته است.
انتگرال موفق شده است چشمه های گامایی را طیف نگاری و تعداد وسیعی از لامپهای گامایی را آشکار کند و در باند گامایی با انتشاراتی که از مرکز راه شیری گسیل شده اند از طرح کهکشان نقشه برداری کنند.
ناسا تلسکوپ فضایی پرتوهای گامایی فرمی را که با عنوان رصدخانه بزرگ گلاست نیز شناخته می شود در سال 2008 پرتاب کرد.
از میان مهمترین کشفیات فرمی (گلاست) می توان به شناسایی جمعیت جدیدی از پالسارها، قدرتمندترین لامپ گامایی که تاکنون شناسایی شده است، 12 پالسار گامایی جدید و ارائه کاملترین نقشه آسمان در طیف گامایی اشاره کرد.