آشنایی با تلسکوپ های غول‌پیکر دنیا

دستگاه‌های عظیم که در ارتفاعات بلند و دور افتاده قرار گرفته‌اند، بعضی با آینه‌های بزرگ و برخی با دیش‌های دریافت امواج رادیویی پوشیده‌ شده‌اند و بعضا سطحی به مساحت ۱ کیلومتر مربع دارند. این‌ها چشمان انسان است که به سوی فضای لایتناهی نشانه رفته است.

نسل بعدی تلسکوپ‌های زمینی برای ملحق شدن به تلسکوپ‌های موجود در سرتاسر دنیا در حال آماده‌سازی هستند و قرار است چشم انسان را به ابرنواخترها، کهکشان‌ها و دیگر اشیا دوردست آسمان روشن کنند تا درک انسان را از جهان افزایش دهند. هرروز اخبار جذاب و متنوعی از فضا و اکتشاف اجرام فضایی در میلیون‌ها سال نوری دورتر از خود می‌شنویم که اکثر آن‌ها توسط این تلسکوپ‌های غول پیکر به ما رسیده‌اند، اما از خود این ساخته‌های عظیم مهندسی چه می‌دانیم. در ادامه با ۱۰ تلسکوپ قدرتمند دنیا آشنا خواهیم شد و با کلیک بر روی تصویرشان خواهید توانست آن‌ها را در اندازه‌ی اصلی ببینید.

۱۰: تلسکوپ بررسی اجمالی بزرگ (LSST)

این تلسکوپ در سال جاری و با هزینه‌ای بالغ بر ۴۶۵ میلیون دلار در شیلی راه اندازی شده است و قادر است هر ۳ روز تمام آسمان را رصد کند. LSST می‌تواند به دانشمندان جزئیات بهتری از چگونگی تشکیل میلیون‌ها ستاره‌ی کم نور و اجرام آسمانی دیگر در طول زمان بدهد. همچنین در درک ماهیت ماده‌ی تاریک و حتی شاید شناسایی شهاب‌سنگ‌هایی که ممکن است در آینده به زمین اصابت کند به دانشمندان یاری خواهد رساند.

این تلسکوپ هر قسمت از آسمان را ۱۰۰۰ بار به مدت بیشتر از ۱۰ سال با دیافراگم ۸.۴ متری خود رصد خواهد کرد که آن را تبدیل به یکی از مهمترین تلسکوپ‌های زمینی می‌کند.

۹: تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی (SALT)

این تلسکوپ ۹.۲ متری بزرگترین ابزار نوری بشر در نیمکره‌ی جنوبی زمین است. ۹۱ آینه‌ی ۶ ضلعی به هم متصل شده‌ تا در کنار هم آینه‌ی اصلی این تلسکوپ غول‌پیکر را تشکیل دهند. زاویه‌ی قرارگیری این تلسکوپ ثابت است که باعث پیچیده شدن بعضی از مشاهدات توسط آن می‌شود. اما با این وجود SALT قادر است ۷۰ درصد آسمان را از ساترلند ‌آفریقای جنوبی رصد کند. این تلسکوپ از سال ۲۰۰۵ تاکنون مشغول به کار است.

تلسکوپ‌های Keck I و Keck II

این تلسکوپ‌های دو قلوی ۱۰ متری دومین تلسکوپ‌های نوری کنونی جهان از لحاظ اندازه هستند که در نزدیک قله‌ی کیا مائونا در هاوایی قرار گرفته‌اند. آینه‌ی اصلی هرکدام از این تلسکوپ‌ها شامل ۳۶ بخش ۶ ضلعی است که در کنار هم کار می‌کنند.

کک ۱ در سال ۱۹۹۳ میلادی و ۳ سال پس از آن کک ۲ ساخته شد. این تلسکوپ‌های ترکیبی به ستاره‌شناسان کمک کردند تا رویدادهایی مانند برخورد بزرگ شهاب سنگ به مشتری را رصد کنند. همچنین سیستم نوری راهنمای لیزری تطبیقی ستاره‌ای در تلسکوپ‌های بزرگ برای اولین بار در سال ۲۰۰۴ برروی این تلسکوپ نصب شد. به کمک این لیزر نقطه‌ای مانند یک ستاره‌ی مصنوعی در آسمان شکل می‌گیرد که به عنوان مرجع در تشخیص اعوجاج جوی در هنگام رصد ستارگان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۷: تلسکوپ بزرگ جزایر قناری (GTC)

این تلسکوپ ۱۰.۴ متری بزرگترین تلسکوپ نوری جهان است که در بلندای ناحیه‌ی لاپالما از جزایر قناری اسپانیا و بر فراز ابرها قرار گرفته‌ است. آینه‌ی اصلی ۱۳۰ میلیون دلاری آن شامل ۳۶ آینه‌ی ۶ ضلعی است که برخی از آن‌ها مسطح‌ترین و یک‌دست ترین ساخته‌ی دست بشر تاکنون هستند.

GTC به ابزارهای مختلفی مجهز شده‌ است. CanariCam دوربینی است که قادر است موج میانی نور مادون قرمز ساطع شده از سیارات و ستاره‌ها را رصد کند. همچنین این دوربین قابلیت منحصر به فرد پلاریزه کردن نور از زاویه‌های مشخص را دارد که باعث می‌شود نور ستارگان پرنور فیلتر بشود و اجرام کم‌نور قابل مشاهده شوند. این تلسکوپ در سال ۲۰۰۶ شروع به کار کرد.

۶: رصدخانه‌ی آرسیبو

یکی از شناخته شده‌ترین تلسکوپ‌های دنیا تلسکوپ رادیویی Arecibo Observatory است. این دیش بازتاب دهنده‌ی ۳۰۵ متری سال ۱۹۶۳ و در نزدیکی آرسیبو در پورتوریکو ساخته شده است که پس از گذشت بیشتر از ۵۰ سال هنوز هم بزرگترین تلسکوپ تک دیافراگم دنیا تاکنون است. سطح آن از ۴۰٫۰۰۰ پنل آلومینیومی ساخته شده که اندازه‌ی هرکدام ۰.۹ متر تا ۱.۸ متر است.

این دیش بازتابی بزرگ باعث به وجود آمدن حساسیت بسیار بالا در دریافت امواج رادیویی شده است. آرسیبو قادر است یک منبع رادیویی بسیار ضعیف را در عرض چند دقیقه شناسایی کند؛ این منبع رادیویی می‌تواند شامل کوازارهای یا کهکشان‌های دوردست باشد که پس از ۱۰۰ میلیون سال به زمین می‌رسند.

۵: آنتن‌های میلیمتری/ریز میلیمتری بزرگ آتاکاما (ALMA)

آلما یکی از بزرگترین ابزارهای ستاره‌شناسی دنیا است که از ۶۶ آنتن رادیویی ۱۲ متری تشکیل شده است. وزن هر آنتن بیش از ۱۰۰ تن است؛ هرکدام از آن‌‌ها با وسایل نقلیه‌ی غول آسا به ارتفاع ۴۸۰۰ متری فلات چاجنانتور صحرای آتاکامای شیلی انتقال داده شده‌اند. این پروژه‌ی جهانی عظیم با هزینه‌ای بالغ بر ۱ میلیارد و ۳۰۰ میلیون دلار، آلما را تبدیل به بزرگترنی و حساس‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان کرده‌است.

آرایه‌های آنتن می‌توانند پیکربندی‌های مختلفی به خود بگیرند. هرکدام از آن‌ها می‌توانند جداگانه حرکت کرده و تنظیم شوند. به دلیل طراحی جمع و جور این آنتن‌ها فضایی بیشتر از ۳۰۰ متر برای عملکرد مناسب نیاز ندارند، بنابراین حداکثر فاصله‌ای که بین دو آنتن وجود دارد ۱۶ کیلومتر است. این رصدخانه برای بررسی نور ساطع شده از اشیا سرد جهان طراحی شده است، این نور طول موجی نزدیک به میلیمتر یعنی چیزی بین طول موج امواج فروسرخ و رادیویی دارد و به همین دلیل به این رصدخانه آرایه‌ی میلیمتری گفته می‌شود. این امواج از ابرهای عظیم سرد در فواصل بین ستاره‌ای که دمایی کمتر از ۱۰ درجه‌ بالای صفر مطلق دارند ساطع می‌شود. قدرت آلما به حدی است که به دانشمندان اجازه می‌دهد هرچیزی از ماده‌ی تاریک گرفته تا فرآیند شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها در میلیاردها سال پیش را رصد کنند.

۴: تلسکوپ ماژلانی غول پیکر (GMT)

یکی از تلسکوپ‌های زمینی نسل آینده تلسکوپ ماژلانی غول پیکر خواهد بود که با هزینه‌ی ۱.۱ میلیارد دلاری ساخته خواهد شد. آینه‌ی اصلی ۲۴.۵ متری این تلسکوپ از ۷ آینه تشکیل می‌شود، یک آینه‌ی ۸.۴ متری در مرکز قرار گرفته و ۶ آینه‌ی دیگر دور آن را فرا خواهند گرفت که هرکدام از آن‌‌ها انحنای بسیار دقیقی برای تمرکز نور خواهند داشت.

آینه‌ی بهترین تلسکوپ‌های کنونی در برابر آینه‌ی این تلسکوپ کوتوله به نظر خواهند رسید. این تلسکوپ قادر خواهد بود تصاویری تا ۱۰ برابر واضح‌تر از تلسکوپ فضایی هابل را دریافت کند، عملیات ساخت این تلسکوپ عظیم تا سال ۲۰۲۴ در لاسرنای شیلی به پایان خواهد رسید.

۳: تلسکوپ سی متری (TMT)

یکی دیگر از نسل بعدی تلسکوپ‌ها، تلسکوپ نوری زمینی ۳۰ متری خواهد بود. دیافراگم این تلسکوپ ۱.۴ میلیارد دلاری ۳۰ متر است که به آن امکان می‌دهد ۹ برابر نور بیشتری را نسبت به تلسکوپ‌های Keck دریافت کند و تصویری ۱۲ برابر واضح‌تر از تلسکوپ فضایی هابل را ثبت کند.

با این حال TMT و دیگر تلسکوپ‌های زمینی غول پیکر نمی‌توانند جانشین تلسکوپ‌های فضایی مانند هابل و یا جایگزین آن یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا شوند. تلسکوپ‌های فضایی اهداف را پیدا خواهند کرد و تلسکوپ‌های زمینی به بررسی جزئیات آن‌ها خواهند پرداخت. TMT بین سال‌های ۲۰۲۵ تا ۲۰۳۰ به تلسکوپ‌های دوقلوی Keck ملحق خواهد شد.

۲: آرایه‌ی کیلومتر مربعی (SKA)

در ادامه‌ی ساخت آرایه‌های تلسکوپ‌های رادیویی مانند آلما، SKA قادر خواهد بود امواج را در مساحت بیش از یک کیلومتر مربع جمع‌آوری کند که آن را به پادشاه تلسکوپ‌های رادیویی تبدیل خواهد کرد. وضوح این تلسکوپ بیشتر از ۵۰ برابر حساسیت هر تلسکوپی است که تاکنون ساخته شده است. این قدرت می‌تواند سیگنال‌هایی از جهان را در ۱۲ میلیارد سال پیش دریافت کند.

برنامه‌ی کنونی ساخت این پروژه‌ی عظیم شامل ۳۰ ایستگاه است که هرکدام ۲۰۰ متر مربع را پوشش داده یا ۱۵۰ ایستگاه که هر کدام ۹۰ متر را پوشش خواهند داد. استرالیا و آفریقای جنوبی در تلاش برای میزبانی این پروژه‌ی ۲ میلیارد دلاری هستند. ساخت SKA در حدود سال ۲۰۲۰ شروع می‌شود، این پروژه بالاترین اولویت را در پروژه‌های ستاره‌شناسی اروپا همراه با تلسکوپ بزرگ اروپا دارد.

۱: تلسکوپ غول‌پیکر اروپا (E-ELT)

هیچ تلسکوپی نمی‌تواند به قدرت تلسکوپ فضایی غول‌پیکر اروپا نزدیک شود. آینه‌ی ۴۲ متری آن به راحتی فراتر از تلسکوپ ۳۰ متری ماژولان قرار خواهد گرفت؛ پنج آینه تشکیل شده از تقریبا ۱۰۰۰ بخش ۶ ضلعی آینه‌ی اصلی آن را به مساحتی در حدود نیمی از مساحت زمین فوتبال تشکیل خواهند داد. این تلسکوپ بیشترین اطلاعات ممکن را از دنیا به ستاره‌شناسان انتقال خواهد داد. تلسکوپ ۱.۳ میلیارد دلاری E-ELT در Armazones شیلی احداث خواهد شد و در سال ۲۰۱۸ اولین نور را از جهان خواهد دید.

منبع