پژوهشگران ایرانی پیروز به دریافت نوبت رصدی از جیمز وب شدند - وبلاگ هم نفس

به گزارش وبلاگ هم نفس، در حالی که محققان بیشتر کشورها در طراحی و ساخت تلسکوپ جیمز وب مشارکت داشتند، ولی اکنون که این تلسکوپ پرتاب شده است، محققان حوزه های نجوم، اخترفیزیک و کیهان شناسی در کوشش هستند تا با ارائه پیشنهادهای مجذوب نماینده رصدی، در پروژه های این تلسکوپ برای تماشا شروع پیدایش حیات مشارکت نمایند و در این راستا، پژوهشگران ایرانی پیروز به دریافت نوبت رصدی از این تلسکوپ شدند.

به گزارش وبلاگ هم نفس، بالاخره انتظار به انتها رسید و تلسکوپ فضایی جیمز وب پرتاب شد. امکانات تازه این تلسکوپ، تحولی را در رصد فضا رقم خواهد زد؛ تحولاتی که آغازگر فصلی تازه از ایجاد سایه روشن از آغاز حیات خواهد بود.

جیمز وب جانشین هابل است و نه جایگزین آن؛ این گفته دست اندرکاران این پروژه درباره این تلسکوپ است. هر چند که به وب لقب جانشین داده شد، ولی حدود 100 برابر از آن قدرتمندتر است و آینه بزرگ تری نیز دارد. سطح جمع آوری نور بزرگتر به معنای آن است که وب بسیار فراتر از توان هابل می تواند به گذشته بنگرد.

این ابزار دست ساز بشر می تواند بینش تازهی از هر مرحله از تاریخ جهان، از شکل گیری نخستین ابرهای غبار گرفته تا تشکیل منظومه شمسی را در اختیار محققان قرار دهد و به دانشمندان امکان این را می دهد تا سیارک های دور دست و قمرهای آنها را آنالیز نمایند تا در مورد نحوه تشکیل و تاریخچه منظومه شمسی به اطلاعات دقیق تری دست پیدا نمایند.

هدف اولیه تلسکوپ فضایی جیمز وب، کاوش لحظات پس از بیگ بنگ یا انتها عصر تاریک است؛ زمانی که جهان با نخستین نور از ستاره های تازه ایجادشده، روشن شد. آنالیز شکل گیری کهکشان ها، تاثیرات سیاه چاله ها و منشأ حیات از دیگر مأموریت هایی است که برای این تلسکوپ در نظر گرفته است.

دانشمندان امیدوارند که تلسکوپ فضایی جیمز وب به دریافت میزان و ژئومتری جهان، ماده تاریک و انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی یاری کند.

ارائه این همه دانایی از سوی ابزاری صورت می گیرد که محققان آن از بیشتر کشورها بوده اند و قطعاً بهره مندی 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 می تواند از داده های این تلسکوپ بهره مند گردد.

این عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی که یکی از معدود منجمان ایرانی است که از تلسکوپ های فضایی ناسا، زمان رصدی دریافت نموده است، معتقد است که رصد با تلسکوپ های فضایی به مقدمات زیادی احتیاج دارد و باید شما در آن حوزه در جهان سرآمد باشید تا بتوانید رقابت کنید. نوشتن پیشنهاد و شرحات و توجیهات علمی و فنی آن موقع بر است، اما وقتی برنامه رصدی پذیرفته شد تا لحظه دریافت داده ها احتیاجی نیست کار دیگری انجام دهید.

جیمز وب از آغاز تا انجام

دکتر حبیب خسروشاهی، مجری طرح رصدخانه ملی در گفت وگو با وبلاگ هم نفس در مورد ایده ساخت تلسکوپ فضایی جیمز وب گفت: بیش از 30 سال پیش یعنی قبل از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل، ناسا در حال برنامه ریزی برای طراحی و ساخت این تلسکوپ بود و منجمان و مهندسان در همان زمان یعنی سال 1990 سرگرم ایده پردازی در این زمینه بودند که در نهایت پس از پرتاب پیروزیت آمیز و آغاز به کار تلسکوپ فضایی هابل، این موضوع به طور جدی دنبال شد و در نهایت در سال 2002 تیم های ساخت ابزارها در ناسا شکل گرفت.

وی، آغاز ساخت این تلسکوپ را از سال 2004 می داند و یادآور می گردد که در سال 2011 آینه های تلسکوپ آماده شد و از آن پس بخش های مختلف به تدریج تا سال 2016 ساخته و آزمون این تجهیزات در آزمایشگاه ها آغاز شد.

خسروشاهی معتقد است، بدون تردید مسائل اجرایی و فنی نظیر محدودیت های اقتصادی ناسا این پروژه را سال ها 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 مؤسسه های زیادی در این خصوص مشارکت داشته اند که تقریباً همگی متعلق به آمریکا و اروپای غربی هستند و خاطرنشان می نماید: بیشترین مشارکت نمایندگان 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 برترین برنامه پیشنهادی رصدی را ارایه دهد، برنده زمان رصد خواهد بود، اما بدانید که این کار بسیار سختی است.

این محقق نجومی به بعضی از محققان ایرانی اشاره می نماید که در پروژه رصدی این تلسکوپ مشارکت دارند و گفت: دکتر عاطفه جوادی، یکی از اعضای هیأت علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی، با یکی از نخستین پروژه های رصدی این تلسکوپ در مورد تحول ستاره ها همکاری دارد و زمان رصد را دریافت نموده است.

خسروشاهی، مأموریت علمی این تلسکوپ را در بیشتر حوزه های نجوم، اخترفیزیک و کیهان شناسی بیان 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 می گیرد که هر دو تلسکوپ های فضایی هستند. این امر دو علت دارد؛ یکی اینکه تلسکوپی با قطر 6 متر در این طول موج می تواند به عالم دوردست که به لحاظ کیهان شناسی اهمیت دارد، دست یابد و از سوی دیگر برای اجرام نزدیک مانند سیارات فراخورشیدی، این بخش از طول موج با توجه به تابش های حرارتی دیسک های سیاره ای و جو آنها بسیار اهمیت پیدا می نماید.

وی، مطالعه تشکیل و تحول کهکشان ها را از برنامه های مهم این تلسکوپ می داند و ادامه می دهد: این تلسکوپ علاقه زیادی به کهکشان های دوردست یعنی کهکشان هایی که در مراحل اولیه تشکیل بودند، دارد؛ یعنی محدوده یک میلیارد سال از مه بانگ که تلسکوپ فضایی هابل به طور متعارف قادر به شناسایی و مطالعه جزئیات آنها نبود. شاید به صورت موردی با میلیون ها ثانیه نوردهی، چند مورد از این کهکشان ها به وسیله هابل شناسایی می شدند، اما این کار بازدهی بالایی نداشت.

خسروشاهی با بیان اینکه مطالعه سیارات فرامنظومه و جو آنها برای شناسایی مولکول ها و جستجوی نشانه های حیات مانند مواد آلی از برنامه های مهم علمی این تلسکوپ است، گفت: این موضوع شامل اجرام داخل منظومه خورشیدی نظیر سیارک ها و دنباله دارها هم می گردد. علاوه بر آن فاصله سنجی دقیق برای بهبود توزیع ماده در عالم، عدسی های گرانشی و سیاه چاله های بسیار پُرجرم در کهکشان ها در فواصل دور نیز از برنامه های رصدی این تلسکوپ است که به وسیله دوربین های با توان تفکیک بالا و طیف سنج های این تلسکوپ انجام می گردد.

مشارکت محققان ایرانی با تلسکوپ های فضایی بین المللی

استاد پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی و مجری طرح رصدخانه ملی ایران از تجارب خود در زمینه همکاری با پروژه های رصدی بین المللی سخن گفت و به یاد می آورد که علاوه بر اینکه از داده های تلسکوپ فضایی هابل از سال 1998 استفاده نموده است، در یکی از برنامه های رصدی تلسکوپ فضایی چاندرا محقق اصلی بوده است.

به گفته وی، به طور کلی پیشنهاد نماینده های رصد در دو گروه جای می گیرند: نخست کسانی که محقق اصلی پیشنهاد هستند و دوم کسانی که با آنها همکاری می نمایند.

وی ادامه می دهد: من یک پیشنهاد رصدی پیروز به عنوان محقق اصلی با تلسکوپ فضایی چاندرا به مدت حدود 20 ساعت داشتم و در برنامه های رصدی تلسکوپ فضایی ایکس ام ام متعلق به سازمان فضایی اروپا نیز همکار بودم. نتایج تحلیل های ما بسیار مورد توجه بود و در سال 2005 در گزارش سالانه ناسا به عنوان نمونه ای از پیروزیت های رصدی ناسا در مطالعه ماده تاریک از آن یاد شد. اتفاقاً این موضوع در همان سال به وسیله وبلاگ هم نفس هم پوشش داده شد.

خسروشاهی افزود: رصد با تلسکوپ های فضایی به مقدمات زیادی احتیاج دارد و باید شما در آن حوزه در جهان سرآمد باشید تا بتوانید رقابت کنید. نوشتن پیشنهاد و شرحات و توجیهات علمی و فنی آن موقع بر است اما وقتی برنامه رصدی پذیرفته شد تا لحظه دریافت داده ها کار دیگری احتیاجی نیست انجام دهید! ایمیلی دریافت می کنید که رصد انجام گرفت و داده ها در این آدرس در دسترس شماست!

سهم مردم عادی از داده های تلسکوپ ها

دکتر خسروشاهی در پاسخ به اینکه آیا مردم عادی می توانند از داده ها این تلسکوپ بهره مند شوند شرح داد: مردم عادی نمی توانند از این داده ها استفاده نمایند و آنچه برای آنها بیان خواهد شد، نتایج تحلیل داده ها است که گاه بسیار طولانی مدت است و احتیاج به تجربه و مهارت دارد که در دانشگاه ها آموخته می گردد.

به گفته وی، این نتایج یا به صورت تصاویر رنگی زیبا هستند یا شرحاتی که منجمان برای مردم در مورد یافته های خود ارائه می نمایند.

مجری طرح رصدخانه ملی ایران گفت: البته ناسا نرم افزارهایی را برای تحلیل داده ها در اختیار منجمان قرار می دهد و بخشی از پردازش تصاویر یا طیف ها را نیز پیش از ارائه به منجمان انجام می دهد. این پردازش ها (عموماً داده کاوی) به منظور اطمینان از کالیبره بودن داده ها است.

تفاوت تلسکوپ های فضایی و زمینی

وی، تفاوت اصلی تلسکوپ های فضایی و زمینی را در طول موجی دانست که در آن رصد می نمایند و در این باره شرح داد: تلسکوپ های اپتیکی و فروسرخ شکل متعارفی دارند که در فکر مردم از تلسکوپ ها به وجود آمده است؛ یعنی دو آینه ای که پرتورهای نوری را در یک نقطه یا صفحه، کانونی می نمایند. تلسکوپ ها با توجه به ساختار اپتیکی و میدان دید و جانمایی ابزارهای رصدی این پرتوهای نوری را به یاری یک (آینه سوم) یا چند آینه منعکس می نمایند تا به هدف خود برسند. تلسکوپ جیمز وب از این نظر تلسکوپ پیچیده ای نیست، چون تلسکوپ هایی مثل گایا در فضا یا تلسکوپی مثل روبین ساختار اپتیکی پیچیده تری دارند.

شاید از نظر ظاهری تنها چیزی که این تلسکوپ را متفاوت نشان می دهد این است که مثل تلسکوپ هابل لوله ای شکل نیست و آینه های آن قابل رویت است که برای تلسکوپی در این قطر چاره ای هم باقی نمی گذارد!

خسروشاهی با تأکید بر اینکه تلسکوپ های با طول موج بلند مانند تلسکوپ های رادیویی، به جای پرتوهای نوری به طول موج واکنش نشان می دهند و سطح سهموی یا کروی آنها امواج را روی آشکارسازهای موجی، کانونی می نماید، یادآور شد: برعکس در تلسکوپ های پرتوهای ایکس فوتون ها به آرامی به سمت کانونی منحرف می شوند و نمی توان آنها را با استفاده از آینه ها منعکس کرد. تلسکوپ های پرتوهای گاما کاملا متفاوت هستند و اثری از منعکس نماینده یا منحرف نماینده فوتون نیست و برای همین بیشتر شبیه جعبه مکعبی هستند.

این متخصص حوزه نجوم گفت: زمانی که محدوده فعالیت فرکانسی یا طول موجی تلسکوپ تعیین می گردد دیگر جزئیات بستگی به میدان دید تلسکوپ دارد. این میزان برای ابزار رصدی تصویر بردار فروسرخ نزدیک در تلسکوپ فضایی جیمز وب 3 در 3 دقیقه قوسی است. در حالی که برای تلسکوپ گایا 42 در 42 دقیقه قوسی است و در نتیجه بزرگترین سی.سی.دی ساخته شده در جهان را در خود جای داده است.

به گفته وی، تلسکوپ فضایی جیمز وب نخستین تلسکوپی است که با آینه چند قطعه در مدار قرار می گیرد و این نوآوری فنی این تلسکوپ در کنار سایر ویژگی های آن است. توان تجمیع نور این تلسکوپ 7 برابر بیش تر از تلسکوپ هابل و توان تفکیک زاویه ای آن 4 برابر با لحاظ بزرگتر بودن قطر آینه آن و طول موج رصدی 4 برابر بهتر از هابل است.