کیهان زیبا: اولین نور از تلسکوپ فضایی ایروزیتا

0 0 0 0

توسط اُسطرلاب , 24 اکتبر 2019

مطلب زیر، بازنشر خبر اولین مشاهدات تلسکوپ فضایی ایروزیتا است که توسط مؤسسه‌ی ماکس‌پلانک تهیه و ترجمه شده است. ترجمه‌ی این مطلب از غزاله عرفانیان‌فر، محقق مؤسسه‌ی ماکس‌پلانک و نویسنده‌ی اسطرلاب است.

*********

کیهان زیبا : ایروزیتا^۱ اولین نور را نظاره می‌کند
عملکرد علمی تلسکوپ تابش اشعه ایکس ایروزیتا نوید درک بهتر ما از کیهان پر انرژی را می‌دهد.

LMC: این تصویر کهکشان همسایه‌ی ما، ابر ماژلانی بزرگ را نشان می‌دهد، که در طی یک رشته نوردهی‌ با هر هفت ماژول تلسکوپ ایروزیتا از ۱۸ تا ۱۹ اکتبر ۲۰۱۹ رصد شده است. تابش پخش‌شده از گاز داغ منتشرشده میان ستاره‌ها با دمایی در مرتبه‌ی چندمیلیون درجه سرچشمه می‌گیرد. ساختارهای سحابی متراکم تر در تصویر، عمدتا بقایای ابرنواختر هستند، یعنی اتمسفر ستارهایی که از انفجار یک ستاره عظیم در پایان عمر خود پراکنده شده ست. برجسته‌ترین آنها، SN1987A، به عنوان منبع درخشان نزدیک به مرکز دیده می‌شود. بسیاری از منابع دیگر در LMC شامل ستاره‌های دوتایی یا خوشه‌های ستاره‌ای با ستاره‌های جوان بسیار عظیم (۱۰۰ برابر جرم خورشیدی و بیشتر) هستند. هم‌چنین تعدادی چشمه‌ی نقطه‌ای تابش ایکس وجود دارد که یا ستاره‌های پیشنما از کهکشان خودمان و یا هسته‌های فعال کهکشانی هستند. F.Haberl، M. Freyberg und C. Maitra، MPE / IKI ©

در ۲۲ اکتبر ۲۰۱۹، اولین تصویرهای زیبای تابش ایکس از تلسکوپ ایروزیتا در مؤسسه‌ی ماکس‌پلانک فیزیک فرازمینی^۲ در شهر گارچینگ به عموم ارائه شد. بعد از فاز طولانی راه‌اندازی، از ۱۳ اکتبر، تمام هفت دوربین تسکوپ ایروزیتا هم‌زمان در حال رصد آسمان هستند. اولین تصاویر پرتو ایکس از کهکشان همسایه، ابر ماژلانی بزرگ^۳، و دو خوشه‌ی کهکشانی در حال برخورد در فاصله‌ی حدود ۸۰۰ سال‌نوری از ما، جزئیات قابل‌توجهی را آشکار می‌کند و نوید برنامه‌ی علمی موفقیت‌آمیزی را به همراه این تلکسوپ فضایی می‌دهد.

دکتر پریدل، سر پژوهشگر ایروزیتا می‌گوید: «اکنون زمان آن است که ثمره‌ی بیش از ۱۰ سال کار و تلاش را برداشت کنیم. همه‌ی ما از اولین تصاویر زیبای تلسکوپمان تحت تاثیر قرار گرفته‌ایم. برای رسیدن به اهداف علمی خود، به حساسیت کافی برای آشکارسازی و تفکیک زاویه‌ای دورترین خوشه‌های کهشانی در کیهان نیاز داشتیم. تصاویر اولیه به‌دست‌آمده از این تلسکوپ نشانگر آن است که می‌توانیم به اهدافی فراتر از اهداف اولیه خود دست یابیم. با استفاده از جدیدترین تکنولوژی دوربین‌های سی‌سی‌دی با قدرت تفکیک زمانی و فضایی فوق‌العاده، پتانسیل اکتشافات جدید بسیار زیاد است.» تصاویر «اولین نور» تلسکوپ ایروزیتا با یک سری نوردهی هم‌زمان توسط هفت ماژول تلسکوپ با مجموع زمانی معادل یک روز با هدف‌گیری ابر ماژلانی بزرگ (LMC، کهکشان همسایه‌ی ما) و سیستم ۳۳۹۵/A3391، دو خوشه‌ی کهکشانی در حال برخورد در فاصله‌ی ۸۰۰ میلیون سال‌نوری، به‌ دست آمده است.

در کهکشان همسایه، ایروزیتا نه تنها توزیع گاز داغ منتشرشده را نشان می‌دهد، بلکه جزئیات چشم‌گیری مانند بقایای ابرنواختر SN1987A را نیز آشکار می‌کند. تصویر به‌دست‌آمده از ایروزیتا اکنون تأیید می‌کند که به علت گسترش موج شوک ناشی از انفجار ستاره‌ای سال ۱۹۸۷ در محیط میان ستاره‌ای، میزان درخشندگی این منبع پرتو ایکس در حال تضعیف است. علاوه بر این، ایروزیتا تعدادی از ستاره‌های پیش‌نما^۴ از کهکشان راه شیری ما و هم‌چنین هسته‌های فعال کهکشانی در فاصله‌ی دور را که تابش پرتو ایکس آن‌ها از میان گازهای گرم منتشرشده در LMC گذر می‌کند را آشکار می‌سازد.

پروفسور ناندار، مدیر اخترفیزیک در انرژی‌های زیاد، توضیح می‌دهد: «پرتو ایکس تصویر بی‌نظیری از کیهان به ما عرضه می‌کند.» وی گفت: «با نگاهی به یک ستاره‌ی ظاهرا عادی، ممکن است شاهد یک کوتوله‌ی سفید یا یک ستاره‌ی نوترونی در حال بلعیدن ستاره‌ی همدم خود باشیم. تابش مرئی با آشکارسازی ستاره‌ها، ساختار یک کهکشان را نشان می‌دهد، حال آنکه پرتو ایکس بیشتر حاصل سیاهچاله‌های غول‌پیکر در مرکز کهشکان‌هاست. و جایی که ما خوشه‌های کهشکانی را با تلسکوپ‌های اپتیکی می‌بینیم، اشعه‌ی ایکس مقادیر عظیمی از گاز داغ میان کهکشانی را آشکار می‌کند که آن‌ها خود ساختار ماده‌ی تاریک در کیهان را ترسیم می‌کنند. ما اکنون می دانیم که ایروزیتا منجر به درک بیشتر ما از تکامل کیهان در انرژی‌های بالا می‌شود.»

خوشه‌های کهکشانی در حال برخورد ۳۳۹۵ / A3391: این دو تصویر ایروزیتا دو خوشه‌ی کهکشان در حال برخورد A3391 را، در بالای تصویر، و خوشه‌ی دو-قله‌ای A3395 را، در پایین نشان می‌دهد که دید عالی ایروزیتا از جهان دور دست را برجسته می‌سازد. این تصاویر در یک رشته نوردهی با هر هفت ماژول تلسکوپ ایروزیتا از ۱۷ تا ۱۸اکتبر ۲۰۱۹ رصد شده‌اند. تصاویر با تکنیک‌های مختلف مورد تحلیل قرار گرفتند، و سپس در طرح‌های مختلف رنگی شدند تا ساختارهای مختلف برجسته شوند. در تصویر سمت چپ، رنگ‌های قرمز، سبز و آبی به سه باند انرژی مختلف ایروزیتا اشاره دارد. به وضوح این دو خوشه‌ی کهکشانی، که ساختاری سحابی‌شکل دارند، به دلیل وجود گاز بسیار داغ (ده‌ها میلیون درجه) در فضای میان کهکشان‌ها پرتو ایکس تابش می‌کنند. تصویر سمت راست “پل” یا “رشته”ی بین دو خوشه را برجسته می‌کند، و این ظن را تأیید می‌کند که این دو ساختار بزرگ به صورت پویا در تعامل هستند. مشاهدات ایروزیتا هم‌چنین صدها منبع نقطه‌ای را نشان می‌دهد، که سیاهچاله‌های فوق‌العاده دور یا ستاره‌های داغ درون راه شیری هستند. J. ، (ژنو دانشگاه (T. Reiprich (Univ. Bon)، M. Ramos-Ceja (MPE)، F. Pacaud (Univ. Bon)، D. Eckert © E. Bulbul (MPE) ، V. Ghirardini (MPE) ، MPE / IKI ، (بن. Univ) Sanders (MPE)، N. Ota

در فاصله‌ای دورتر، تصویر ایروزیتا از سیستم ۳۳۹۵/A3391 که متشکل از دو خوشه‌ی کهکشانی در حال برخورد است، پروسه‌های دینامیکی که منجر به تشکیل ساختارهای غول‌پیکر در کیهان می‌شوند را نشان می دهد. خوشه‌های کهکشانی، در تصویرهای ایروزیتا به شکل سحابی‌هایی بیضی‌شکل و بزرگی به ابعاد ده‌ها میلیون سال‌نوری و متشکل از هزاران کهکشان هستند. خوشه‌های کهشکانی یکی از اهداف علمی اصلی ایروزیتا هستند. منجمان انتظار دارند در طی چهار سال رصد پوشش کامل آسمانی در باندهای نرم و سخت پروتو ایکس توسط ایروزیتا به حدود صدهزار خوشه‌ی کهکشانی تابنده پرتو ایکس و میلیون‌ها سیاهچاله‌ی فعال در مرکز کهکشان‌ها دست یابند.

دکتر مرلونی، پژوهشگر پروژه ایروزیتا می‌گوید: «این یک رویاست که به حقیقت پیوسته است. ما اکنون می‌دانیم که ایروزیتا می‌تواند به قول خود عمل کند و نقشه‌ای از کل کیهان در اشعه ایکس را با عمق و جزئیات بی سابقه‌ای ایجاد کند. میراث علمی این پروژه گرانبها خواهد بود. در کنار تصاویر زیبا مانند عکس‌هایی که امروز نشان می‌دهیم ، کاتالوگ میلیون‌ها جرم آسمانی حیرت‌انگیز مانند سیاهچاله‌ها، خوشه‌های کهکشان، ستاره‌های نوترونی، ابرنواخترها و ستاره‌های فعال طی سال‌های آینده توسط ستاره‌شناسان مورد استفاده قرار می‌گیرند.»

ایروزیتا در تاریخ ۱۳ ژوئیه ۲۰۱۹، به عنوان بخشی از ماموریت فضایی Russian-German Spektrum-Roentgen-Gamma که شامل تلسکوپ روسی XC-ART هم می‌شد به فضا پرتاب شد. سفر ۵.۱ میلیون کیلومتری خود را به مقصد نقطه لگرانژی ۲ (L2) سیستم خورشید-زمین به پایان رساند و اکنون ۱۰۰ روز پس از پرتاب، به مدار برنامه‌ریزی‌شده در L2 رسیده است. مرحله‌ی راه‌اندازی تلسکوپ به صورت رسمی در تاریخ ۱۳ اکتبر به پایان رسید. در حالی که عملکرد علمی سیستم ممتاز است، مرحله‌ی اول بدون مشکل هم نبود.

پیتر پریدل توضیح می دهد: «مرحله‌ی راه‌اندازی بیش از حد انتظار طول کشید، زیرا در کنترل الکترونیکی دوربین‌ها ناهنجاری‌هایی را پیدا کردیم.» وی گفت: «حل این مشکلات باعث شد به چنین مرحله‌ای برسیم. پس از یک تحلیل دقیق، مشخص کردیم که مسائل بحرانی نیستند. ما هنوز روی آنها کار می‌کنیم، اما در این میان برنامه می‌تواند به طور عادی پیش رود.» این تلسکوپ اکنون وارد مرحله‌ی به اصطلح کالیبراسیون و تأیید عملکرد (CalPV) شده است، که طی آن مشاهدات نجومی برای فهم بهتر از عملکرد این ابزار رصدی و تایید توانایی آن برای برآورده‌کردن اهداف علمی‌اش انجام می‌شود. در پایان مرحله CalPV، پس از بررسی نهایی توسط تیم عملیاتی، SRG و eROSITA وارد مرحله‌ی اصلی خود یعنی رصد چهارساله‌ی تمام‌آسمانی در اشعه‌ی ایکس می‌شوند.

توسعه و ساخت تلسکوپ پرتو ایکس ایروزیتا به سرپرستی مؤسسه‌ی فیزیک فرازمینی ماکس‌پلانک با همکاری مؤسسه‌ی نجوم و اخترفیزیک دانشگاه Tübingen، انستیتوی اخترفیزیک لیبنیتز در پوتسدام (AIP)، رصدخانه‌ی دانشگاه هامبورگ، و رصدخانه‌ی دکتر کارل رمیس بامبرگ، با پشتیبانی آژانس فضایی آلمان DLR انجام شده است. دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیان مونیخ و مؤسسه‌ی آرگلندر نجوم دانشگاه بن نیز در آماده‌سازی علمی برای eROSITA شرکت کردند. مؤسسه‌ی شریک روسی، مؤسسه‌ی تحقیقات فضایی IKI در مسکو است، NPOL، انجمن Lavochkin در Khimky نزدیک موسکو مسئولیت اجرای فنی کل ماموریت SRG را که پروژه‌ای مشترک میان آژانس‌های فضایی روسیه Roscosmos و آلمان DLR است بر عهده دارد.