تلسکوپ فوق‌ قدرتمند جدید ناسا، ماموریتی برای کشف رازهای تاریک جهان

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا امروز۳۰ اوت از مرکز فضایی کندی در ایالت فلوریدا به فضا پرتاب شد.

این تلسکوپ به نام نانسی گریس رومن، نخستین مدیر زن ناسا که بعدها به نخستین اخترشناس ارشد این سازمان تبدیل شد، نام‌گذاری شده است. دانشمندان امیدوارند این تلسکوپ سیاره‌های جدیدی را کشف کند، چگونگی تکامل کهکشان‌ها را آشکار سازد و به پاسخ دادن به پرسش‌های بنیادین اخترفیزیک، از جمله درباره ماده تاریک و انرژی تاریک، کمک کند.

دکتر جولی مک‌انری، دانشمند ارشد این ماموریت، به بی‌بی‌سی گفت: «ما بزرگ‌ترین سرشماری از سیاره‌های پیرامون ستارگان دیگر را انجام خواهیم داد.»

او افزود: «و در عین حال، با ابزارهای فوق‌العاده‌ای که روی تلسکوپ رومن داریم، همه چیز دیگر در جهان را نیز مطالعه خواهیم کرد؛ از تمامی کهکشان‌ها و ستارگان گرفته تا اجرام غیرمعمول.»

نیم میلیون تلویزیون

برخلاف تلسکوپ‌های فضایی هابل و جیمز وب که بر اجرام مشخصی تمرکز می‌کنند، تلسکوپ رومن بخش‌های وسیعی از آسمان را پیمایش خواهد کرد و جمعیت عظیمی از کهکشان‌ها، ستاره‌ها و سیاره‌ها را بررسی خواهد کرد.

دکتر نوئلیا نوئل، اخترفیزیک‌دان دانشگاه ساری در بریتانیا، می‌گوید: «این تلسکوپ دیدی مشابه تلسکوپ هابل در اختیار ما قرار می‌دهد، اما در مقیاسی پانورامیک؛ به‌طوری که در هر تصویر، دست‌کم ۱۰۰ برابر بخش بیشتری از آسمان را مشاهده خواهیم کرد.»

آینه اصلی ۲/۴ متری این تلسکوپ پیشینه‌ای غیرمعمول دارد. این آینه در سال ۲۰۱۲ از سوی دفتر ملی شناسایی آمریکا، نهاد مسئول ماهواره‌های جاسوسی ایالات متحده، به ناسا اهدا شد.

دکتر نوئلیا نوئل می‌گوید: «به نظر من بسیار جالب است که فناوری‌ که در اصل برای نگاه کردن به زمین ساخته شده بود، اکنون به تلسکوپی تبدیل شده که می‌تواند میلیاردها سال نوری در اعماق جهان را رصد کند.»

به گفته جولی مک‌انری، این آینه برای کاربرد جدید خود نیازمند تغییرات و اصلاحات گسترده‌ای بود، اما این اهدا به ناسا امکان داد از آینه‌ای بسیار بزرگ‌تر از آنچه در ابتدا برنامه‌ریزی شده بود استفاده کند؛ آینه‌ای که «اجازه می‌دهد اجرام کم‌نورتر را مشاهده کنید» و «تصویری با وضوح و دقت بیشتر در اختیارتان قرار می‌دهد».

در قلب تلسکوپ رومن، یک دوربین فروسرخ قدرتمند ۳۰۰ مگاپیکسلی قرار دارد که تصاویری بسیار بزرگ ثبت خواهد کرد.

مک‌انری می‌گوید این تلسکوپ تنها در عرض یک ماه می‌تواند بیش از ۲۰ میلیارد ستاره را در کهکشان راه شیری شناسایی کند؛ رقمی که به گفته او «بزرگ‌ترین فهرست اجرام نجومی تاریخ» را به وجود خواهد آورد. و البته ماموریت این تلسکوپ قرار است بسیار بیشتر از یک ماه ادامه داشته باشد.

انتظار می‌رود رومن سیاره‌های فراخورشیدی جدیدی را نیز پیدا کند که به دور این ستارگان می‌چرخند.

جولی مک‌انری پیش‌بینی می‌کند: «در حال حاضر تنها کمی بیش از ۶ هزار سیاره در مدار ستارگان دیگر شناسایی شده‌اند. ما این تعداد را به بیش از ۱۰۰ هزار سیاره خواهیم رساند.»

در بزرگ‌ترین برنامه رصدی خود، این تلسکوپ در کمتر از یک سال و نیم حدود ۱۲ درصد از آسمان را پوشش خواهد داد. نمایش کامل تصویری که از این پیمایش به دست می‌آید، به بیش از نیم میلیون تلویزیون 4K نیاز خواهد داشت.

با این حال، تلسکوپ رومن برای جایگزین کردن نسل‌های پیشین خود ساخته نشده، بلکه قرار است در کنار آن‌ها فعالیت کند.

دکتر نوئل می‌گوید: «جیمز وب اعماق بیشتری را می‌بیند، اما محدوده کوچک‌تری را پوشش می‌دهد. اگر رومن چیز واقعا جالبی کشف کند، می‌توان جیمز وب را به همان سمت نشانه گرفت و آن جرم یا بخش آسمان را با جزئیات بیشتری مطالعه کرد.»

بخش تاریک جهان

مک‌انری می‌گوید این تلسکوپ علاوه بر ستارگان و سیاره‌ها، صدها میلیون کهکشان را نیز رصد خواهد کرد؛ که به گفته او، این داده‌ها «به ما کمک خواهند کرد ماهیت بنیادین جهان خود را بهتر درک کنیم.»

این کار به ستاره‌شناسان کمک خواهد کرد دو مورد از بزرگ‌ترین معماهای اخترشناسی مدرن را حل کنند: ماده تاریک و انرژی تاریک.

به گفته ناسا، ماده تاریک نوعی ماده نامرئی است که با نیروی گرانش خود به شکل‌گیری و انسجام ساختارهای کیهانی کمک می‌کند و حدود ۲۷ درصد جهان را تشکیل می‌دهد.

ما از وجود ماده تاریک آگاهیم، چون دانشمندان می‌توانند اثرات گرانشی آن را مشاهده کنند. این گرانش، نورِ کهکشان‌های واقع در پشت ماده تاریک را خم می‌کند و باعث می‌شود شکل ظاهری آنها دچار اعوجاج و دگرگونی شود.

این پدیده «همگرایی گرانشی ضعیف» نام دارد و از آن می‌توان برای ترسیم توزیع ماده تاریک در طول زمان استفاده کرد؛ چرا که نورِ کهکشان‌های دوردست در مسیر رسیدن به ما تحت تاثیر گرانش قرار می‌گیرد.

دانشمندان امیدوارند با کمک این نقشه سه‌ بعدی، چگونگی تکامل کهکشان‌ها و دیگر ساختارها از زمان مه‌بانگ و همچنین ماهیت واقعی ماده تاریک را بهتر درک کنند.

مک‌انری می‌گوید انرژی تاریک نیز حدود ۷۰ درصد جهان را تشکیل می‌دهد و «تمایل دارد اجسام را از یکدیگر دور کند». گمان می‌رود این پدیده در برابر نیروی گرانش عمل می‌کند و باعث می‌شود جهان با سرعتی فزاینده در حال انبساط باشد.

اما برخی مشاهدات تازه و در عین حال بحث‌برانگیز، این پرسش را مطرح کرده‌اند که آیا انرژی تاریک در طول زمان ثابت می‌ماند یا نه. پاسخ این پرسش می‌تواند بر سرنوشت نهایی جهان تاثیر بگذارد. برای مثال، اگر انرژی تاریک به مرور زمان ضعیف‌تر شود، ممکن است نیروی گرانش دست بالا را پیدا کند و در نهایت باعث شود جهان در خود فروریزد.

دکتر نوئلیا نوئل می‌گوید: «تلسکوپ رومن در مقطعی بسیار هیجان‌انگیز از راه می‌رسد»، چون اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری در اختیار دانشمندان قرار خواهد داد که می‌تواند به حل‌وفصل این بحث‌ها و ابهام‌ها کمک کند.

یکی از اندازه‌گیری‌های این تلسکوپ بر ستاره‌های در حال انفجار موسوم به ابرنواخترهای نوع Ia متمرکز خواهد بود؛ اجرامی که به گفته مک‌انری، همواره با درخشندگی یکسانی منفجر می‌شوند.

او توضیح می‌دهد: «اگر بتوانیم میزان روشنایی ظاهری آن را اندازه بگیریم، می‌توانیم فاصله دقیق آن جرم را تعیین و از این اطلاعات برای اندازه‌گیری تاریخچه انبساط جهان استفاده کنیم.»

«مدلی بسیار خوب برای چگونگی عملکرد جهان داریم اما در چند سال اخیر، هرچه اندازه‌گیری‌هایمان دقیق‌تر شده، روشن‌تر شده است که این مدل کاملا درست نیست.»

مک‌انری برآورد می‌کند که تلسکوپ رومن ممکن است در همین دو سال آینده، شواهد و داده‌های تازه‌ای برای روشن‌تر شدن این پرسش‌های بنیادین فراهم کند.

«مادر هابل»

دکتر نوئل معتقد است نام‌گذاری این تلسکوپ فوق‌ قدرتمند جدید به افتخار دکتر نانسی گریس رومن «بسیار برازنده» است.

رومن که در سال ۱۹۲۵ در ایالت تنسی متولد شد، از کودکی به ستاره‌شناسی علاقه‌مند بود.

اما او بارها به دلیل جنسیتش با موانع روبه‌رو شد. در دانشگاه شیکاگو برایش روشن شد که احتمال دستیابی به کرسی دائمی استادی بسیار اندک است و در نهایت آنجا را ترک کرد.

نانسی گریس رومن در سال ۲۰۱۶ گفت: «افراد زیادی به من گفتند که یک زن نمی‌تواند ستاره‌شناس شود. خوشحالم که به آن‌ها توجه نکردم.»

او سرانجام در سال‌های آغاز فعالیت ناسا در دهه ۱۹۵۰، خود را برای تصدی سمتی در این سازمان نامزد کرد و سپس نقشی تعیین‌کننده در تحقق پروژه تلسکوپ فضایی هابل داشت. همین فعالیت‌ها لقب «مادر هابل» را برای او به ارمغان آورد.

جولی مک‌انری می‌گوید: «به نظرم بسیاری از بلندپروازانه‌ترین ماموریت‌های ناسا بدون چشم‌اندازی که او چند دهه پیش ارائه کرد، امروز وجود نداشتند.»

از نظر دکتر نوئل، نام‌گذاری تلسکوپ به نام رومن، این ماموریت را به تاریخ بسیار طولانی‌تری از زنانی پیوند می‌دهد که فعالیت‌هایشان به شکل‌گیری اخترشناسی مدرن کمک کرده است.

او به زنانی اشاره می‌کند که در اواخر قرن نوزدهم در رصدخانه هاروارد کار می‌کردند، از جمله هنریتا لیویت که پژوهش‌هایش درباره ستارگان، پایه‌های روشی تازه برای اندازه‌گیری فاصله‌ها در فضا را بنا نهاد.

دکتر نوئل می‌گوید: «به نظرم این پایان‌بندی زیبایی برای یک چرخه تاریخی است. اکنون درواقع به زنی که به‌نوعی راه هنریتا لیویت را ادامه داد، اعتباری را می‌دهیم که شایسته آن است.»