مجری طرح رصدخانه ملی: پژوهشگران ایرانی موفق به دریافت نوبت رصدی از “جیمز وب” شدند/سهم مردم عادی از داده‌های تلسکوپ‌ها

به گزارش دانشجو اینترنشنال بالاخره انتظار به پایان رسید و تلسکوپ فضایی “جیمز وب” پرتاب شد. امکانات جدید این تلسکوپ، تحولی را در رصد فضا رقم خواهد زد؛ تحولاتی که آغازگر فصلی جدید از ایجاد سایه روشن از آغاز حیات خواهد بود.

“جیمز وب جانشین هابل است و نه جایگزین آن”؛ این گفته دست‌اندرکاران این پروژه درباره این تلسکوپ است. هر چند که به “وب” لقب جانشین داده شد، ولی حدود ۱۰۰ برابر از آن قدرتمندتر است و آینه بزرگ‌تری نیز دارد. سطح جمع‌آوری نور بزرگتر به معنای آن است که “وب” بسیار فراتر از توان “هابل” می‌تواند به گذشته بنگرد.

این ابزار دست‌ساز بشر می‌تواند بینش جدیدی از هر مرحله از تاریخ جهان، از شکل‌گیری نخستین ابرهای غبار گرفته تا تشکیل منظومه شمسی را در اختیار محققان قرار دهد و به دانشمندان امکان این را می‌دهد تا سیارک‌های دور دست و قمرهای آنها را بررسی کنند تا در مورد نحوه تشکیل و تاریخچه منظومه شمسی به اطلاعات دقیق‌تری دست پیدا کنند.

هدف اولیه تلسکوپ فضایی “جیمز وب”، کاوش لحظات پس از بیگ‌بنگ یا “پایان عصر تاریک” است؛ زمانی که جهان با نخستین نور از ستاره‌های تازه ایجادشده، روشن شد. بررسی شکل‌گیری کهکشان‌ها، تاثیرات سیاه‌چاله‌ها و منشأ حیات از دیگر مأموریت‌هایی است که برای این تلسکوپ در نظر گرفته است.

دانشمندان امیدوارند که تلسکوپ فضایی “جیمز وب” به دریافت اندازه و ژئومتری جهان، ماده تاریک و انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی کمک کند.

ارائه این همه دانایی از سوی ابزاری صورت می‌گیرد که محققان آن از بیشتر کشورها بوده‌اند و قطعاً بهره‌مندی از آن محدود به یک کشور یا چند کشور خاص نخواهد شد، بلکه به گفته دکتر خسروشاهی، یکی از اساتید نجوم رصدی و مجری طرح رصدخانه ملی ایران، هر فردی که بتواند پیشنهاد رصدی خوبی ارائه دهد می‌تواند از داده‌های این تلسکوپ بهره‌مند شود.

این عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی که یکی از معدود منجمان ایرانی است که از تلسکوپ‌های فضایی ناسا، زمان رصدی دریافت کرده است، معتقد است که رصد با تلسکوپ‌های فضایی به مقدمات زیادی نیاز دارد و باید شما در آن حوزه در دنیا سرآمد باشید تا بتوانید رقابت کنید. نوشتن پیشنهاد و توضیحات و توجیهات علمی و فنی آن زمان‌بر است، اما وقتی برنامه رصدی پذیرفته شد تا لحظه دریافت داده‌ها نیازی نیست کار دیگری انجام دهید. 

“جیمز وب” از آغاز تا انجام

دکتر حبیب خسروشاهی، مجری طرح رصدخانه ملی در گفت‌وگو با دانشجو اینترنشنال در خصوص ایده ساخت تلسکوپ فضایی “جیمز وب” گفت: بیش از ۳۰ سال پیش یعنی قبل از پرتاب تلسکوپ فضایی “هابل”،‌ ناسا در حال برنامه‌ریزی برای طراحی و ساخت این تلسکوپ بود و منجمان و مهندسان در همان زمان یعنی سال ۱۹۹۰ سرگرم ایده‌پردازی در این زمینه بودند که در نهایت پس از پرتاب موفقیت‌آمیز و آغاز به کار تلسکوپ فضایی “هابل”، این موضوع به طور جدی دنبال شد و در نهایت در سال ۲۰۰۲ تیم‌های ساخت ابزارها در ناسا شکل گرفت.

وی، آغاز ساخت این تلسکوپ را از سال ۲۰۰۴ می‌داند و یادآور می‌شود که در سال ۲۰۱۱ آینه‌های تلسکوپ آماده شد و از آن پس بخش‌های مختلف به تدریج تا سال ۲۰۱۶ ساخته و آزمون این تجهیزات در آزمایشگاه‌ها شروع شد.

خسروشاهی معتقد است، بدون تردید مشکلات اجرایی و فنی نظیر محدودیت‌های مالی ناسا این پروژه را سال‌ها به تعویق انداخت، اما در نهایت این تلسکوپ آماده قرار گرفتن در مدار برای رصدهای نجومی شد.

طراحی مفهومی تلسکوپ در سال های نخستین

مأموریت “جیمز وب” برای شناخت بیشتر عالم

اینکه آیا این تلسکوپ آمریکایی و برای آمریکا ساخته شده است؟ پاسخ دکتر خسروشاهی منفی است و تأکید دارد که مؤسسه‌های زیادی در این خصوص مشارکت داشته‌اند که تقریباً همگی متعلق به آمریکا و اروپای غربی هستند و خاطرنشان می‌کند: بیشترین مشارکت‌کنندگان از کشورهای انگلیس، فرانسه و آلمان هستند، اما فقط این کشورها مشارکت نداشتند، از این رو این تلسکوپ جهانی است و هر کس که بتواند بهترین برنامه پیشنهادی رصدی را ارایه دهد، برنده زمان رصد خواهد بود، اما بدانید که این کار بسیار سختی است.

این محقق نجومی به برخی از محققان ایرانی اشاره می‌کند که در پروژه رصدی این تلسکوپ مشارکت دارند و گفت: دکتر “عاطفه جوادی”، یکی از اعضای هیأت علمی پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، با یکی از نخستین پروژه‌های رصدی این تلسکوپ در خصوص تحول ستاره‌ها همکاری دارد و زمان رصد را دریافت کرده است.

خسروشاهی، مأموریت علمی این تلسکوپ را در بیشتر حوزه‌های نجوم، اخترفیزیک و کیهان‌شناسی عنوان کرد و گفت: این تلسکوپ بیشتر با هدف رصد در ناحیه فروسرخ طیف الکترومغناطیس طراحی شده است، یعنی رصدهای آن بین طول موج رصدی تلسکوپ “هابل” و تلسکوپ “اسپیتزر” جای می‌گیرد که هر دو تلسکوپ‌های فضایی هستند. این امر دو دلیل دارد؛ یکی اینکه تلسکوپی با قطر ۶ متر در این طول موج می‌تواند به عالم دوردست که به لحاظ کیهان‌شناسی اهمیت دارد، دست یابد و از سوی دیگر برای اجرام نزدیک مانند سیارات فراخورشیدی، این بخش از طول موج با توجه به تابش‌های حرارتی دیسک‌های سیاره‌ای و جو آنها بسیار اهمیت پیدا می‌کند.

وی، مطالعه تشکیل و تحول کهکشان‌ها را از برنامه‌های مهم این تلسکوپ می‌داند و ادامه می‌دهد: این تلسکوپ علاقه زیادی به کهکشان‌های دوردست یعنی کهکشان‌هایی که در مراحل اولیه تشکیل بودند، دارد؛ یعنی محدوده یک میلیارد سال از «مه‌بانگ» که تلسکوپ فضایی “هابل” به طور متعارف قادر به شناسایی و مطالعه جزئیات آنها نبود. شاید به صورت موردی با میلیون‌ها ثانیه نوردهی، چند مورد از این کهکشان‌ها توسط “هابل” شناسایی می‌شدند، اما این کار بازدهی بالایی نداشت.

خسروشاهی با بیان اینکه مطالعه سیارات فرامنظومه و جو آنها برای شناسایی مولکول‌ها و جستجوی نشانه‌های حیات مانند مواد آلی از برنامه‌های مهم علمی این تلسکوپ است، گفت: این موضوع شامل اجرام داخل منظومه خورشیدی نظیر سیارک‌ها و دنباله‌دارها هم می‌شود. علاوه بر آن فاصله‌سنجی دقیق برای بهبود توزیع ماده در عالم،‌ عدسی‌های گرانشی و سیاه چاله‌های بسیار پُرجرم در کهکشان‌ها در فواصل دور نیز از برنامه‌های رصدی این تلسکوپ است که توسط دوربین‌های با توان تفکیک بالا و طیف‌سنج‌های این تلسکوپ انجام می‌شود.

مشارکت محققان ایرانی با تلسکوپ‌های فضایی بین‌المللی 

استاد پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی و مجری طرح رصدخانه ملی ایران از تجارب خود در زمینه همکاری با پروژه‌های رصدی بین‌المللی سخن گفت و به یاد می‌آورد که علاوه بر اینکه از داده‌های تلسکوپ فضایی “هابل” از سال ۱۹۹۸ استفاده کرده است، در یکی از برنامه‌های رصدی تلسکوپ فضایی “چاندرا” محقق اصلی بوده است.

به گفته وی، به طور کلی پیشنهاد کننده‌های رصد در دو گروه جای می‌گیرند: نخست کسانی که محقق اصلی پیشنهاد هستند و دوم کسانی که با آنها همکاری می‌کنند.

وی ادامه می‌دهد: من یک پیشنهاد رصدی موفق به عنوان محقق اصلی با تلسکوپ فضایی “چاندرا” به مدت حدود ۲۰ ساعت داشتم و در برنامه‌های رصدی تلسکوپ فضایی “ایکس ام ام”  متعلق به سازمان فضایی اروپا نیز همکار بودم. نتایج تحلیل‌های ما بسیار مورد توجه بود و در سال ۲۰۰۵ در گزارش سالانه ناسا به عنوان نمونه‌ای از موفقیت‌های رصدی ناسا در مطالعه ماده تاریک از آن یاد شد. اتفاقاً این موضوع در همان سال توسط دانشجو اینترنشنال هم پوشش داده شد.

خسروشاهی اضافه کرد: رصد با تلسکوپ‌های فضایی به مقدمات زیادی نیاز دارد و باید شما در آن حوزه در دنیا سرآمد باشید تا بتوانید رقابت کنید. نوشتن پیشنهاد و توضیحات و توجیهات علمی و فنی آن زمان‌بر است اما وقتی برنامه رصدی پذیرفته شد تا لحظه دریافت داده‌ها کار دیگری نیازی نیست انجام دهید! ایمیلی دریافت می‌کنید که رصد انجام گرفت و داده‌ها در این آدرس در دسترس شماست!

سهم مردم عادی از داده‌های تلسکوپ‌ها

دکتر خسروشاهی در پاسخ به اینکه آیا مردم عادی می‌توانند از داده‌ها این تلسکوپ بهره‌مند شوند توضیح داد: مردم عادی نمی‌توانند از این داده‌ها استفاده کنند و آنچه برای آنها بیان خواهد شد، نتایج تحلیل داده‌ها است که گاه بسیار طولانی‌مدت است و نیاز به تجربه و مهارت دارد که در دانشگاه‌ها آموخته می‌شود.

به گفته وی، این نتایج یا به صورت تصاویر رنگی زیبا هستند یا توضیحاتی که منجمان برای مردم در خصوص یافته‌های خود ارائه می‌کنند.

مجری طرح رصدخانه ملی ایران خاطرنشان کرد: البته ناسا نرم‌افزارهایی را برای تحلیل داده‌ها در اختیار منجمان قرار می‌دهد و بخشی از پردازش تصاویر یا طیف‌ها را نیز پیش از ارائه به منجمان انجام می‌دهد. این پردازش‌ها (عموماً داده‌کاوی) به منظور اطمینان از کالیبره بودن داده‌ها است.

تفاوت تلسکوپ‌های فضایی و زمینی 

وی، تفاوت اصلی تلسکوپ‌های فضایی و زمینی را در طول موجی دانست که در آن رصد می‌کنند و در این باره توضیح داد: تلسکوپ‌های اپتیکی و فروسرخ شکل متعارفی دارند که در ذهن مردم از تلسکوپ‌ها به وجود آمده است؛ یعنی دو آینه‌ای که پرتورهای نوری را در یک نقطه یا صفحه، کانونی می‌کنند. تلسکوپ‌ها با توجه به ساختار اپتیکی و میدان دید و جانمایی ابزارهای رصدی این پرتوهای نوری را به کمک یک (آینه سوم) یا چند آینه منعکس می‌کنند تا به هدف خود برسند. تلسکوپ “جیمز وب” از این نظر تلسکوپ پیچیده‌ای نیست، چون تلسکوپ‌هایی مثل “گایا” در فضا یا تلسکوپی مثل “روبین” ساختار اپتیکی پیچیده‌تری دارند.

شاید از نظر ظاهری تنها چیزی که این تلسکوپ را متفاوت نشان می‌دهد این است که مثل تلسکوپ “هابل” لوله‌ای شکل نیست و آینه‌های آن قابل رویت است که برای تلسکوپی در این قطر چاره‌ای هم باقی نمی‌گذارد!

خسروشاهی با تأکید بر اینکه تلسکوپ‌های با طول موج بلند مانند تلسکوپ‌های رادیویی،‌ به جای پرتوهای نوری به طول موج واکنش نشان می‌دهند و سطح سهموی یا کروی آنها امواج را روی آشکارسازهای موجی، کانونی می‌کند، یادآور شد: برعکس در تلسکوپ‌های پرتوهای ایکس فوتون‌ها به آرامی به سمت کانونی منحرف می‌شوند و نمی‌توان آنها را با استفاده از آینه‌ها منعکس کرد. تلسکوپ‌های پرتوهای گاما کاملا متفاوت هستند و اثری از منعکس‌کننده یا منحرف‌کننده فوتون نیست و برای همین بیشتر شبیه جعبه‌ مکعبی هستند.

این متخصص حوزه نجوم خاطرنشان کرد: زمانی که محدوده فعالیت فرکانسی یا طول موجی تلسکوپ مشخص می‌شود دیگر جزئیات بستگی به میدان دید تلسکوپ دارد. این مقدار برای ابزار رصدی تصویر بردار فروسرخ نزدیک در تلسکوپ فضایی جیمز وب ۳ در ۳ دقیقه قوسی است. در حالی که برای تلسکوپ “گایا” ۴۲ در ۴۲ دقیقه قوسی است و در نتیجه بزرگترین سی.سی.دی ساخته شده در دنیا را در خود جای داده است.

به گفته وی، تلسکوپ فضایی “جیمز وب” نخستین تلسکوپی است که با آینه چند قطعه در مدار قرار می‌گیرد و این نوآوری فنی این تلسکوپ در کنار سایر ویژگی‌های آن است. توان تجمیع نور این تلسکوپ ۷ برابر بیش‌تر از تلسکوپ “هابل” و توان تفکیک زاویه‌ای آن ۴ برابر با لحاظ بزرگتر بودن قطر آینه آن و طول موج رصدی ۴ برابر بهتر از “هابل” است.

انتهای پیام