جهان اخترشناسی پس از پرتاب تلسکوپ «نانسی گریس رومن» دگرگون خواهد شد

آینه تلسکوپ نانسی گریس رومن به اندازه آینه هابل است اما میدان دید بسیار وسیعی دارد. این تلسکوپ به یک دوربین بسیار بزرگ مجهز است که می‌تواند به عنوان صد تلسکوپ هابل عمل کند. «اسکات گائودی»(Scott Gaudi)، استاد دانشگاه دانشگاه ایالتی اوهایو و یکی از سرپرست‌های این مأموریت گفت: محققان امیدوار هستند که تلسکوپ در طول عملیات اولیه پنج سال خود حدود ۱۵۰۰ سیاره فراخورشیدی را پیدا کند. با وجود این، تعیین تعداد مشخص می‌شود، زیرا تعداد سیاره‌هایی که به دور ستاره‌های دیگر می‌چرخند، دقیقاً همان چیزی است که تلسکوپ برای درک آن جستجو می‌کند.

• در میان سایر علمی، یکی از مأموریت‌های اولیه تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا، شکار سیارات فراخورشیدی جدید با استفاده از ترفندی خلاقانه به نام میکرولنزینگ گرانشی(گروه‌لنزینگ) خواهد بود.

تولید این آنتن، یک تلاش هماهنگ بین دولت آمریکا و بخش تجاری بود. ناسا مسئول طراحی فرکانس رادیوی بود. «شرکت سازه‌های کاربردی هوافضا»(AASC) در کالیفرنیا نیز شریک تجاری این پروژه است که برای طراحی مکانیکی پرواز نهایی و ساخت مجموعه بازتابنده کامپوز با آن قرارداد بسته شد.

مهندسان شرکت سازه‌های کاربردی هوافضا و مرکز پرواز فضایی گاد، آن را به طور آزمایشی انجام داده‌اند تا آن را در محیط ناملایم فضا که محدوده‌ای منفی ۳۲ تا ۱۴ درجه سلسیوس را دارد، بر اساس انتظارات انجام دهد. همچنین، آنها آنتن را تحت آزمایش ارتعاشی قرار دادند تا مطمئن شوند که در برابر پرتاب تلسکوپ مقاوم هستند. هر سطح از آنتن در محفظه آزمایش، با قطعات فوم پوشیده شده است که بازتاب‌های مزاحم را در طول آزمایش به حداقل می‌رساند.

از آنجایی که روش میکرولنزینگ در تشخیص سیاراتی که به دور ستاره‌های مادر خود می‌چرخند مشکل دارد، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن در عوض روی سیاراتی قرار دارد که به دور از خورشید خود می‌چرخند. مشابه غولهای گازی و یخی منظومه شمسی ما. هر تلسکوپ شکار سیاره فراخورشیدی، تلسکوپ نانسی گریس رومن قادر خواهد بود تا سیارات بسیار کوچکتر را تشخیص دهد.

ناسا چندی پیش عکس از آنتن تلسکوپی فضای «نانسی گریس رومن» که آزمایش‌های آن به پایان رسیده بود، منتشر کرد.

تلسکوپ رومن برای انجام فعالیت‌هایی مانند انجام یک بررسی برای تخمین تعداد سیارات فراخورشیدی در کل کهکشان و بررسی توزیع کهکشان‌ها برای کمک به درک ماده تاریک استفاده خواهد شد. یکی از مزیت‌های بزرگ رومن برای انجام این موارد، علاوه بر نمایان شدن آن، سرعت تصویربرداری است. به گفته ناسا، رومن قادر خواهد بود تا 100 برابر سریعتر از هابل از جهان نقشه برداری کند.

• هدف اصلی این تلسکوپ، نقشه برداری بخش های مختلف از جهان به منظور مطالعه انرژی تاریک است

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، این تلسکوپ به افتخار «نانسی گریس رومن»(Nancy Grace Roman), اولین ستاره‌شناس ارشد ناسا در ابتدا «تلسکوپ نقشه‌برداری میدان باز فروسرخ»(WFIRST) نامیده می‌شد اما چندی پیش «جیم برایدنستاین»(Jim Bridenstine) مدیر سابق ناسا در بیانیه‌ای گفت: به خاطر رهبری و دید «نانسی رومن» بود که ناسا در حوزه اخترفیزیک پیشگام شد و تلسکوپ هابل را به عنوان قدرتمندترین و پربارترین تلسکوپ فضایی جهان به فضا ارسال کرد. برای نامگذاری تلسکوپ «WFIRST» هیچ نامی بهتر از نام رومن به ذهنم نمی‌رسد.

چرخش زمان کیهانی، جهان اولیه را به عنوان یک دریای اولیه یکنواخت از پلاسما نشان می‌دهد که از ذرات باردار با تکه‌های بسیار متراکم تشکیل می‌شود که تا اولین ستاره‌ها را در طول صدها میلیون سال به دنیا بیاورند، فرو می‌ریزند. این ستارگان اولیه که به سمت کشش گرانشی ماده تاریک کشیده می‌شوند، سپس در کهکشان‌هایی قرار می‌گیرند که توسط سیاره‌های منظومه‌ها می‌شوند.

آنتن در یک فرکانس، دستورات را می‌کند و اطلاعات مربوط به وضعیت سلامتی و موقعیت تلسکوپ را می‌دهد. آنتن از فرکانس دیگری برای انتقال سیل به ایستگاههای زمینی در نیومکزیکو، استرالیا و ژاپن استفاده خواهد کرد. این مکان‌ها توسعه یافته‌اند تا گروه تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن به طور مداوم قادر به حفظ ارتباط با فضاپیما باشید.

هم کهکشان‌ها و هم خوشه‌هایی هستند که گاهی به صورت توده‌هایی در سراسر جهان رشد می‌کنند که توسط رشته‌های نامرئی ماده تاریک به هم مرتبط می‌شوند. کهکشان‌ها در امتداد این رشته‌های مواد تاریک در نقاطی که در آنها تلاقی می‌گیرند گرفته‌اند. بین این رشته‌ها حفره‌های کیهانی عظیمی وجود دارد.

ایجاد اولین امکان بررسی روی سیاراتی که دور از استارگان خود می‌چرخند، برای درک منشأ حیات در سیاراتی مانند زمین بسیار مهم است. گائودی ادامه داد: از آنجایی که ما فکر می‌کنیم تمام آب سیارات مشابه زمین از نواحی بیرونی منظومه‌های سیاره‌ای وارد شده است، با بررسی این مناطق می‌توانیم میزان این سیارات را درک کنیم.

آرون یونگ(Aaron Yung) از مرکز پروازهای فضای گادرد ناسا که به سرپرستان جدید یک مطالعه پیش‌بینی قابلیت‌های رومن را بر روی انتخاب‌شده می‌گوید، می‌گوید: تلسکوپ فضایی هابل و جیمز وب برای مطالعه فضایی در عمق و از نزدیک بهینه‌سازی شده‌اند، بنابراین استفاده می‌شود. آنها مانند نگاه کردن به کیهان از درون یک حفره است. برای حل اسرار کیهانی در بزرگ‌ترین نقطه‌ها ما به یک فضای تفکیک‌پذیر نیاز داریم که بیش‌ترین پیشنهاد را داشته باشیم. این دقیقا همان کاری است که رومن برای انجام آن طراحی شده است.

تصویر زیر تفاوت‌های بین این تلسکوپی را نشان می‌دهد. این تلسکوپهای رومن و هابل در یک حرکت ثابت چه مواردی را می‌توان ثبت کرد. این شبیه‌سازی ایجاد شده توسط آرون یونگ و تیمش، تکه‌ای از آسمان را به دو درجه‌مربع، معادل ۱۰ برابر اندازه‌ی ماه کامل در آسمان شب را نشان می‌دهد. در این بخش از فضای شبیه سازی شده، بیش از پنج میلیون کهکشان نشان داده شده است.

«لوز آنجلا گارسیا»(Luz Ángela García) محقق مقطع فوق دکتری کیهان‌شناسی گفت: قابلیت‌های تلسکوپ نانسی گریس رومی، آن را به ابزاری مناسب برای مطالعه ماهیت انرژی تاریک تبدیل می‌کند. این تلسکوپ به دلیل گستره وسیعی که از آسمان دارد، تعداد بی‌سابقه‌های خود را در میدان دید و توزیع آن کهکشان‌ها در جهان در جهان ثبت می‌کنند، می‌توانند این را به ما امکان دهند تا انرژی تاریک را در منطقه‌های بزرگ کیهانی و خوشه‌بندی و توسعه کهکشان‌ها انجام دهد. را درک کنیم.

• رومن همچنین به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا انبساط پرشتاب را به عقب برگردانند تا درباره انرژی تاریک (نیرویی که این انبساط را پیش می‌برد) اطلاعات بیشتری کسب کنند.

نانسی گریس رومن، اولین زنی بود که موفق شد به سمت مدیریت ناسا برسد. او در سال ۱۹۴۹، دکتری ستاره‌شناسی خود را از دانشگاه شیکاگو دریافت کرد و در سال ۱۹۶۰ میلادی به سمت ریاست ستاره‌شناسی در اداره علوم فضایی ناسا رسید و این سمت را به مدت ۲۰ سال حفظ کرد. رومن در سال ۱۹۷۹ سالهای پیش از زمانی که حتی پروژه ساخت «WFIRST» پیشنهاد می شود، بازگشایی شد. او در برنامه‌های قابل توجه از مأموریت تلسکوپ فضایی «کاوشگر زمینه کیهان» یا «کوبی» (COBE) و «تلسکوپ فضای هابل» (تلسکوپ فضایی هابل) شرکت داشت. این زن دانش آموز در نهایت در سال ۲۰۱۸ میلادی در سن ۹۵ سالگی درگذشت.

بازتابنده آن، از یک ماده کامپوزیت کربن ساخته شده است که وزن بسیار کمی دارد، اما همچنان در برابر نوسانات ناشی از مقاومت می‌کند. این آنتن 1.7 متر قطر دارد، تقریباً به اندازه یک یخچال بلند است، آن تنها به 10.9 وزن می‌رسد. اندازه بزرگ این آنتن به تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن کمک می‌کند تا اطلاعات رادیویی را در سراسر میلیون‌ها کیلومتر از زمین به‌فرستد.

همین شبیه‌سازی می‌تواند میلیون‌ها نفر را در کمتر از یک روز مدل‌سازی کند، چیزی که با روش‌های مرسوم‌تر سال‌ها طول می‌کشد. هرگاه رومن پرتاب شود و به حالت عملیاتی برسد، بیشتر می‌توان مشاهدات را ثبت کرد و آن‌ها را با شبیه‌سازی‌های دیگر مقایسه کرد. این کار به آن‌ها کمک می‌کند تا برخی از بزرگترین اسرار جهان را کشف کنند. این می‌شود شامل بررسی ماهیت انرژی تاریک (نیرویی که باعث انبساط شتاب‌دهنده جهان می‌شود) و ماده تاریک (ماده‌ای که با تشکیل حدود ۸۵ درصد از ماده در کیهان تقریباً کاملاً نامرئی است) باشد.

یک شبیه‌سازی جدید از میلیون‌ها کهکشان نشان داده است که تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن در آینده چقدر قدرتمند خواهد بود. ناسا می‌گوید که این تلسکوپ زمان کیهانی را به عقب برمی‌گرداند و به اخترشناسان اجازه می‌دهد فضا را به گونه‌ای ببینند که قبلاً هرگز نتواسته‌اند. این به کمک کمک کند تا بفهمند که چگونه جهان از دریایی از ذرات متراکم به کیهانی است که پر از ستاره‌ها و کهکشان‌ها می‌بینیم کشف شده است.

این تابلویی از کیهان با ساختاری شبیه به شبکه ایجاد می‌کند که صدها میلیون سال نوری امتداد دارد که تنها با یک نمای فوق‌العاده قابل مشاهده است.

جفری کروک(جفری کروک)، اخترفیزیکدان محقق در گادرد می‌گوید: رومن هر سال حدود ۱۰۰ هزار عکس می‌گیرد. با توجه به میدان دید بزرگ‌تر رومن، برای تلسکوپ‌های قدرتمند مانند هابل یا وب بیشتر از طول عمر ما طول می‌کشد تا کل آسمان را پوشش‌دهنده.

رومن چگونه ماده تاریک و انرژی تاریک را بررسی خواهد کرد؟

قدرت رومن برای متحول کردن نجوم در این واقعیت نهفته است که می‌توان مناطق وسیعی از فضا را در یک تصویر واحد ثبت کند. به عنوان یک نمونه شگفت‌انگیز از این قدرت رصدی تقویت‌شده، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که چگونه رومن تنها در ۶۳ روز می‌تواند بخشی از آسمان را که رصد آن برای تلسکوپ فضایی هابل ۸ سال طول می‌کشد، ثبت کند.

• مزیت واقعی تلسکوپ فضای رومی نانسی گریس زمانی احساس می‌شود که با تلسکوپ‌های فضای همکار خود یعنی هابل و جیمزوب مقایسه شود.