تلسکوپ‌های غول‌پیکر زمینی و چالش بر سر ساخت تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی

تلسکوپ‌های غول‌پیکر زمینی و چالش بر سر ساخت تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی

طی چندین ماه گذشته کشمکش‌ها بر سر ساخت تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی (Thirty Meter Telescope) که یکی از بزرگترین تلسکوپ‌های جهان است به اوج خود رسیده است. معترضین که ساکنین و افراد بومی مجمع‌الجزایر هاوایی هستند خواهان توقف ساخت این تلسکوپ به دلایل اعتقادی و سنتی شده‌اند. در این مقاله مروری داریم بر دلایل منجمان برای انتخاب جزیره‌ی هاوایی برای ساخت تلسکوپهای زمینی، ویژگی‌های تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی، و دلایل بومیان منطقه برای توقف ساخت این تلسکوپ. در انتها نیز به معرفی چند تلسکوپ از نسل آینده‌ی تلسکوپ‌های زمینی خواهیم پرداخت.

شکل ۱: رصدخانه‌های موناکیا

شکل ۱: رصدخانه‌های موناکیا

رصدخانه‌های موناکیا(۱) (شکل ۱ و بالای صفحه) در هاوایی که توسط مؤسسه‌ی ستاره‌شناسی دانشگاه هاوایی اداره می‌شود، دارای ۱۳ تلسکوپ است که به ۱۱ کشور مختلف تعلق دارند. از معروفترین تلسکوپ‌های این رصدخانه می‌توان به تلسکوپ‌های کک، سوبارو، و جمینی اشاره کرد. اما چه چیزی موناکیا را به یک مرکز نجومی استثنایی تبدیل می‌کند؟ موناکیا یک قله‌ی آتشفشانی خاموش است که در ارتفاع ۴۲۰۵ متری از سطح دریا قرار دارد. ارتفاع این قله تا حدی است که بر فراز ۴۰ درصد از لایه‌ی جو اطراف خود قرار می‌گیرد. هم‌چنین لایه‌ی جو بالای این قله دارای رطوبت بسیار ناچیزی است و شرایط جوی بر فراز آن از ثبات بالایی برخوردار است. رطوبت موجود در جو می‌تواند در اندازه‌گیری در طول‌موج‌های فروسرخ و چند میلیمتری اختلال زیادی ایجاد کند. شکل ۲ اثر لایه‌های جوی بر جبهه‌ی موج تخت رسیده از فضا را نشان می‌دهد. لایه‌های جو باعث ایجاد اعوجاج و تغییر شکل جبهه‌های موج تخت می‌شود و وضوح تصویر را کم می‌کند (مانند زمانی که نور ستاره‌ها در آسمان چشمک می‌زند). کم بودن ضخامت لایه‌ی جو بالای این قله، افت و خیزهای دمایی نسبتا کم، و دور بودن از آلودگی‌های نوری (نور شهر) تاثیر بسزایی در انتخاب آن برای ساخت تلسکوپ‌های زمینی دارد.

شکل ۲: اثر لایه جو در ایجاد اعوجاج در جبهه موج تخت

شکل ۲: اثر لایه جو در ایجاد اعوجاج در جبهه موج تخت

تلسکوپ ۳۰ متری که ساخت آن در سال ۲۰۲۴ میلادی به پایان خواهد رسید، پروژه‌ای مشترک با همکاری چندین دانشگاه‌ در ایالت کالیفرنیای آمریکا و دانشگاه‌هایی در کشورهای دیگر از جمله کانادا،  ژاپن، چین، و هند است. آینه‌ی اصلی این تلسکوپ از ۴۹۲ قطعه‌ی شش‌وجهی تشکیل می‌شود که در فاصله‌های کمتر از ۲.۵ میلیمتر از هم قرار می‌گیرند. این تلسکوپ دارای میدان دیدی برابر با ۲۰ دقیقه‌ی قوسی(۲) است و در بازه‌ی گسترده‌ی طول موج‌های فرابنفش تا فروسرخ آسمان را رصد خواهد کرد. تلسکوپ ۳۰ متری امکانی بی‌نظیر برای پیشرفت تمامی زمینه‌های ستاره‌شناسی فراهم می‌آورد. ابزارهای طیف‌سنجی در این تلسکوپ می‌توانند طیف رسیده از دوره‌های ابتدایی کیهان را در انتقال‌به‌سرخ حدود ۱۰۰۰ بررسی کنند. این تلسکوپ می‌تواند تصویر جامعی از شکل‌گیری اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها ارائه دهد. ارائه‌ی یک تصویر جامع از شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی و کشف سیارات فراتر از منظومه‌ی شمسی از دیگر اهداف این تلسکوپ است. هم‌چنین این تلسکوپ به دلیل قدرت تفکیک بالای خود می‌تواند با جدا کردن طیف رسیده از سیاهچاله‌های پرجرم مرکز کهکشان از کهکشان میزبان آن‌ها، تصویر درستی از نحوه‌ی رشد این سیاهچاله‌ها ارائه کند. شکل ۳ تصویری هنرمندانه از این تلسکوپ را نشان می‌دهد.

شکل ۳: تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی

شکل ۳: تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی

اگرچه این تلسکوپ می‌تواند بازگشای دریچه‌هایی نو درباره‌ی شناخت ساختار کیهان و نحوه‌ی شکل‌گیری آن برای ستاره‌شناسان باشد، ساکنین و افراد بومی جزیره‌ی بزرگ هاوایی خواهان توقف ساخت آن هستند. قدمت مخالفت بومیان منطقه با ساخت تلسکوپ‌های متعدد در موناکیا به بیش از یک دهه می‌رسد. بومیان این منطقه، کوهستان موناکیا را محلی مقدس می‌شمارند و ساخت و ساز در آن را بی‌احترامی به فرهنگ و مقدسات خود می‌دانند. در این حین منجمین سعی کرده‌اند با برگزارکردن دوره‌های آموزشی همگانی و فعالیت‌های ترویجی افراد بومی منطقه را به علوم پایه و مهندسی علاقه‌مند کنند و اهمیت این تلسکوپ‌ها را در پیشبرد دانش بشر از جهان اطرافش به آن‌ها نشان دهند. با این وجود، اعتراضات مخالفان طی ماه گذشته از شدت بیشتری برخوردار شده است. بومیان هاوایی، دولت ایالات متحده را دارای سابقه‌ی طولانی استعمار و بی‌ احترامی به فرهنگ بومی منطقه می‌دانند. ادامه‌یافتن این کشمکش سیاسی و تاریخی می‌تواند در نهایت منجر به توقف ساخت این تلسکوپ شود که اتفاقی بسیار تلخ برای علم ستاره‌شناسی محسوب خواهد شد.

در انتها مروری داریم بر چند تلسکوپ از نسل آینده تلسکوپ‌های زمینی که مراحل ساخت آن‌ها تا یک دهه‌ی آینده به اتمام می‌رسد.

شکل ۴: تلسکوپ LSST

شکل ۴: تلسکوپ LSST

تلسکوپ Large Synoptic Survey Telescope) LSST): این تلسکوپ که در کشور شیلی در حال ساخت است در سال ۲۰۲۲ به فعالیت خواهد پرداخت (شکل ۴). این تلسکوپ بازتابی دارای آینه‌ای با قطر ۸.۴ متر و با قدرت تفکیک ۰.۷ ثانیه‌ی قوسی(۲) است و در طول موج مرئی به رصد آسمان می‌پردازد. از اهداف اولیه‌ی ساخت این تلسکوپ می‌توان به بررسی همگرایی گرانشی ضعیف و قوی، بررسی ابرنواخترها، مطالعه‌ی خوشه‌های کهکشانی و ساختارهای بزرگ در کیهان نام برد. این تلسکوپ می‌تواند تاثیر بسزایی در ارتقای سطح دانش ما درباره‌ی ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک داشته باشد.

شکل ۵: تلسکوپ GMT

شکل ۵: تلسکوپ GMT

تلسکوپ Giant Magellan Telescope) GMT): ​این تلسکوپ از نسل تلسکوپ‌های غول‌پیکر زمینی است که هم‌اکنون در کشور شیلی در حال ساخت است و قرار است در سال ۲۰۲۱ میلادی به اتمام برسد. این تلسکوپ از ۷ آینه تشکیل شده است که جمعا قطری برابر با ۲۴.۵ متر خواهند داشت. جی‌ام‌تی در طول‌موج‌های مرئی و فروسرخ، با قدرت تفکیکی ۱۰ برابر قدرت تفکیک تلسکوپ فضایی هابل به رصد آسمان خواهد پرداخت. از اهداف این تلسکوپ می‌توان به یافتن سیارات فراخورشیدی، بررسی ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک، بررسی رشد سیاهچاله‌ها و ارائه‌‌ی تصویری جامع و دقیق از نحوه‌ی شکل‌گیری کهکشان‌ها اشاره کرد(شکل ۵).

شکل ۶: تلسکوپ E-ELT

شکل ۶: تلسکوپ E-ELT

تلسکوپ​ The European Extremely Large Telescope) E-ELT): تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی که متعلق به رصدخانه جنوب اروپا (ESO) است، در بیابان‌های شمالی کشور شیلی در حال ساخت است. این تلسکوپ با آینه‌ای به قطر ۳۹ متر که از ۸۰۰ قطعه‌ی شش‌وجهی تشکیل شده است، بزرگترین تلسکوپ زمینی خواهد بود (شکل ۶). ساخت این تلسکوپ قرار است در سال ۲۰۲۴ به اتمام برسد. این تلسکوپ به جستجوی سیارات قابل زیست در خارج از منظومه‌ی شمسی خواهد پرداخت. از دیگر اهداف این تلسکوپ بررسی انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک است. هم‌چنین دستگاه‌های طیف‌سنج این تلسکوپ با قابلیت تفکیک بالای خود، امکان طیف‌سنجی از نور رسیده از دوره‌های نخستین جهان را فراهم می‌کنند.

در حال حاضر بزرگترین تلسکوپ‌های زمینی، تلسکوپ‌های کِک با آینه‌ای به قطر ۱۰ متر هستند. بدون شک نسل تلسکوپ‌های​ غول‌پیکری همچون جی‌ام‌تی، تلسکوپ بسیاربزرگ اروپایی، و تلسکوپ ۳۰ متری هاوایی نقش بسزایی در پیشرفت تمامی زمینه‌های علم ستاره‌شناسی خواهند داشت. منجمان سراسر دنیا بی‌صبرانه منتظر رسیدن دوران نسل جدید تلسکوپ‌های چند ده‌ متری هستند.

(۱) Mauna Kea Observatories
(۲) درجه، دقیقه، و ثانیه‌ی قوسی واحد‌های اندازه‌گیری زاویه‌ای در آسمان هستند. قطر ماه کامل در آسمان تقریبا برابر نیم درجه است. هر ۶۰ دقیقه‌ی قوسی یک درجه در آسمان و هر ۶۰ ثانیه‌ی قوسی یک دقیقه‌ی قوسی است.

گردآوری: مژگان آزادی

 

دسته‌ها: مقالات آموزشی
برچسب‌ها: ابزار و روش

درباره نویسنده

مژگان آزادی

دانشجوی دوره‌ی دکترای اخترفیزیک در دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیگو است. مژگان تحصیلات دوره‌ی کارشناسی خود را در دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی و تحصیلات کارشناسی ارشد خود را در دانشگاه تهران در زمینه‌ی نسبیت عام به انجام رسانده است. تحقیقات مقطع دکترای وی در زمینه نجوم رصدی، در رابطه با شکل‌گیری کهکشان‌ها و تاثیر هسته‌های فعال کهکشانی بر تحولات آنها با استفاده از داده‌های تلسکوپ‌های زمینی‌ کک و ماژالان و تصاویر تلسکوپ‌های فضایی همچون هابل، اسپیتزر و چاندرا است.

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*