شنبه ۷ بهمن ۱۳۸۵ - ۱۰:۱۱

سلیمان فرهادیان: ده دستاورد برجسته تلسکوپ فضایی هابل در طول شانزده سال رصد آسمان کدام است؟

چهار صد سال پیش، هنگامی که گالیله با استفاده از تلسکوپ دست سازش کوه‌های ماه، قمرهای مشتری که به دورش می‌گردند و بی‌شمار ستارة موجود در کهکشان راه شیری را دید، در حقیقت انقلابی راه انداخت و نگرش ما را در مورد «زمین مرکزی بودن جهان» دگرگون ساخت.

16 سال پیش نیز وقتی ناسا تلسکوپ فضایی هابل را سوار بر شاتل به فضا فرستاد، انقلابی دیگر را در اخترشناسی به‌راه‌انداخت. برای اولین بار یک تلسکوپ بزرگ که در نور مرئی فعالیت می‌کند، چرخش در ورای جو زمین را آغاز کرد. جو زمین، نور ستارگان را مغشوش می‌کند و در نتیجه تصویر آن‌ها تار و مبهم می‌شود.

اخترشناسان توانستند با استفاده از تلسکوپ هابل به فرایند کشف‌های علمی سرعت بخشند. این تلسکوپ توانست مأموریت‌هایی را که برایش در نظر گرفته بودند، انجام دهد و هنوز هم مشغول انجام کشف‌های جدیدی است.

اخترشناسان و اختر فیزیک‌دانان با استفاده از اطلاعاتی که هابل ارائه کرده، بیش از 4 هزار مقالة علمی منتشر کرده‌اند که موضوع این مقاله‌ها از ساختار منظومه شمسی تا جهان‌های دوردست گسترده است. در این‌جا نگاهی داریم به بعضی از بزرگ‌ترین دستاوردهای تلسکوپ هابل.

پرتو شگفت‌انگیز اختروش‌ها

اختروش‌ها چنان عجیب و رازآمیز ند که اگر کسی بخواهد رفتار آن‌ها را تفسیر کند، باید کارآگاهی ماهرتر از شرلوک هلمز باشد.

اخترشناسان از زمان کشف آن‌ها در سال1963 در تلاش‌اند تا دریابند این اجرام کوچک که مقدار زیادی نور و دیگر انواع تابش، تولید می‌کنند و در دورترین منطقه‌های جهان قرار دارند، چگونه می‌توانند تا این اندازه انرژی از خود گسیل کنند.

اختروش‌ها از منظومه شمسی ما بزرگ‌تر نیستند، اما به اندازة کهکشانی با چند صد میلیون ستاره از خود نورافشانی می‌کنند. اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ هابل به جست‌وجوی «جایگاه» این اختروش‌ها پرداختند و دریافتند این اجرام فعال و پرانرژی در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند

کارت پستال‌هایی از مرزهای فضا

هابل توانست آلبومی پر از تصویرهای ابتدای جهان برای اخترشناسان به ارمغان آورد. در این آلبوم عکس، تصویرهایی از کهشکا‌ن‌های تازه متولد شده‌ای دیده می‌شود که میلیاردها سال پیش و در هنگام جوانی جهان وجود داشتند.

این تلسکوپ در مجموعه‌ای از رصدهای منحصر به فرد، تصویرهایی از «اعماق» جهان تهیه کرد. این رصدها «میدان‌های ژرف هابل»، «پژوهش‌های ژرف سرآغازهای رصدخانه‌های بزرگ» و «میدان‌های فراژرف هابل» نام دارد. هابل در تازه‌ترین تصویربرداری‌ها از دورترین مکان‌های جهان، ده هزار کهکشان را کشف کرده است که برخی از آن‌ها چهارصد تا هشتصد میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند.

چند سالتونه؟

بسیاری از مردم از گفتن سنشان چندان خشنود نمی‌شوند، به نظر می‌رسد که جهان هم چنین رفتاری دارد. پیش از آن‌که هابل به فضا پرتاب شود، اخترشناسان سال‌های زیادی در تلاش بودند تا سن جهان را دریابند. عددی را که دانشمندان در آن هنگام برای سن جهان به دست آوردند، در گسترة وسیع ده تا بیست میلیارد سال قرار داشت.

یکی از وظیفه‌های اصلی هابل، کمک به اخترشناسان برای تعیین سن دقیق جهان بود. این تلسکوپ به اخترشناسان کمک کرد تا به این هدف دست یابند، اکنون این عدد در محدوده باریک سیزده تا چهارده میلیارد سال قرار دارد که میزان خطای آن در حد 10 درصد است.

دانشمندان برای تخمین سرعت انبساط و سن جهان به رصد ستارگان متغیر قیفاووسی (ستاره‌های تپنده‌ای که از آن‌ها برای اندازه‌گیری فاصله‌های بسیار دور استفاده می‌شود) موجود در صورت فلکی سنبله یا دیگر خوشه‌ها پرداختند.

خداحافظی شکوهمند

مرگ ستاره‌ای همانند خورشید، مثل برگ‌های افرا در پاییز، رنگارنگ و زیباست. ستاره‌های خورشیدمانند با پرتاب شکوهمند لایه‌های گازهای بیرونی به فضا، می‌میرند. در نهایت این لایه‌های بیرونی نیز در نورهای مختلف و رنگ‌های گوناگونی همچون قرمز، آبی و سبز می‌درخشند. این هالة درخشندة رنگارنگ، سحابی سیاره‌ای نام دارد. هابل جزئیات غیرمنتظره‌ای از این رویداد را ارائه کرده است.

در تصویرهایی که تلسکوپ‌های زمینی ارائه می‌کنند، به نظر می‌رسد که بسیاری از این اجرام شکل‌های ساده‌ای دارند، اما هابل نشان داد که شکل آن‌ها بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که تاکنون گمان می‌کردیم. چشم‌های تیزبین هابل آشکار ساخت که سجایی‌های سیاره‌ای از یک جنبه به دانه‌های برف شبیه است، به عبارت دیگر هیچ‌کدام از این سحابی‌ها شبیه دیگری نیست.

هابل با تمرکز روی باقی‌مانده‌های از هم فروپاشیدة یک ستاره عظیم که در سال1987 به صورت یک ابر نو اختر منفجر شد، سه لایه از حلقه‌های شگفت‌انگیز و عجیب تشکیل شده از ماده را آشکار ساخت که به دور ستارة منفجر شده، در حال گردش است. در سال‌های پس از این انفجار، هابل سرگرم بررسی نقطه‌های روشنی روی حلقه وسطی بود که در اثر برخورد مواد پرتاب شده از انفجار به وجود آمده است.

سیاه‌چاله‌های غول‌پیکر همه جا حاضرند

در مراکز بیشتر کهکشان‌ها جسم غول‌پیکری هست که دوست دارد هر چیزی که در پیرامونش می‌گردد، بلمباند. رصدهای هابل تأیید کرده است که این غول خفته، سیاه‌چاله‌ای است که جرمش میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید ماست. سیاه‌چاله‌ها نه تنها همه جا حاضرند، بلکه رابطه‌ای ناگسستنی بین آن‌ها و کهکشان میزبانشان وجود دارد.

رصدهای هابل آشکار ساخته است که ارتباط محکمی بین جرم سیاه‌چاله‌های مرکز کهکشان و جرم ستارگان پیر، گازها و غبار مرکز کهکشان وجود دارد. برای مثال کهکشان‌های غول‌پیکر، سیاه‌چاله‌های عظیمی دارند. شاید این ارتباط تنگاتنگ شاهدی باشد بر این‌که به همراه کهکشان خود، رشد می‌کنند و از مقدار فراوان گاز و ستاره‌های در حال چرخش به دور مرکز این کهکشان‌ها تغذیه می‌کنند.

منطقه‌های تشکیل سیاره‌ها

هابل با جست‌وجو در ابرهای گازی کهکشان راه شیری که مکان تولد ستارگان است، نشان داد که صفحه‌ای از گاز و غبار، بسیاری از ستاره‌های جوان را در بر گرفته است.

این صفحه‌ها که صفحه‌های پیش سیاره‌‌ای نام دارند، به احتمال بسیار، مکان شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای جدید است. هابل توانست با ارائة تصویرهایی نشان دهد که وجود صفحه‌های غبار کلوچه‌ای شکل پیرامون ستارگان جوان، امری متداول است. این تصویرها نشان می‌دهد که واحدهای سازندة لازم برای تشکیل سیاره‌ها از همین صفحه‌ها فراهم می‌شود.

جهان سرعت می‌گیرد

برای کشف این نکته که شکل مرموزی از انرژی با نام انرژی تاریک مثل پدال گاز کیهانی عمل می‌کند و باعث انبساط شتابدار جهان می‌شود، تلسکوپ هابل نقش بسیار مهمی داشته است. انرژی تاریک، کهکشان‌ها را طوری هل می‌دهد که از یکدیگر دور شوند.

سرعت دور شدن کهکشان‌ها هم مدام بیشتر می‌شود. این انرژی برخلاف گرانش عمل می‌کند. هابل توانست با رصد ستاره‌های در حال انفجار دوردست (که ابر نو اختر نام دارند) مهم‌ترین اطلاعاتی را که تا به امروز در مورد ماهیت انرژی تاریک در دسترس است، در اختیار ما قرار دهد و آشکار سازد.

برخورد دنباله‌دار با مشتری

تصور کنید که همة بمب‌های اتمی کره زمین به یکباره منفجر شوند. اکنون تصور کنید که چنین انفجارهای مهیبی در یک هفته بیش از ده بار روی دهد! وقوع چنین انفجارهایی و آزاد شدن این مقدار انرژی، سطح زمین را نابود می‌کند، اما در سال1994 که چنین انفجارهای ویرانگری در مشتری روی داد، این سیارة غول‌پیکر خم به ابرو نیاورد. هنگامی که حدود دوازده قطعه از یک دنباله‌دار به مشتری برخورد کرد، هابل توانست بهترین تصویرها را از این حادثة بسیار کمیاب ارائه دهد.

هابل تصویرهای خیره‌کننده‌ای از انفجارهای شدیدی که توده‌های قارچی شکل از گاز داغ را به جو مشتری می‌فرستاد، تهیه کرد. دنباله‌داری که با مشتری برخورد کرد، شومیکر- لوی 90 نام داشت و دو سال پیش از برخورد، در اثر جاذبة گرانشی مشتری به چندین قطعة جدا از هم تبدیل شده بود.

جهان‌هایی ورای خورشید ما

اخترشناسانی که برای شکار سیاره‌های ورای منظومه شمسی ما (سیاره‌های فراخورشیدی) از تلسکوپ‌های زمینی استفاده کرده‌اند، توانستند بیش از یکصد سیاره را کشف کنند.

اما برای انجام رصدهای مستقیم در مورد ساختار شیمیایی جو یک سیارة فراخورشیدی به چشم‌های تیزبین هابل نیاز داریم. هابل توانست وجود عنصرهای سدیم، هیدروژن، کربن و اکسیژن را در جو سیاره‌های هم‌اندازة مشتری آشکار سازد. این رصدهای منحصر به فرد نشان می‌دهد که هابل و دیگر تلسکوپ‌ها می‌توانند ساختار شیمیایی جو دیگر سیاره‌های ورای منظومه شمسی را بررسی کنند.

بزرگ‌ترین انفجارها پس از انفجار بزرگ

فوران‌های شدیدی از نور و دیگر انواع تابش را در نظر آورید که می‌تواند هوای لطیف موجود در جو زمین را نابود کند. خوشبختانه چنین فوران‌های شدید نور چنان دور از ما روی می‌دهد که نمی‌تواند به سیارة ما آسیبی برساند. این فوران‌های نور، فوران‌های پرتو گاما نام دارد.

شاید این فوران‌ها، قوی‌ترین انفجارهای جهان پس از انفجار بزرگ (همان انفجاری که جهان ما را به وجود آورده است) باشد. تصویرهای هابل نشان داده است که پرتوهای کوتاه‌مدت تابش از کهکشان‌های دوردستی می‌آید که با سرعت بسیار زیادی در حال تشکیل ستاره است. هابل با بررسی کهکشان‌های میزبان این انفجارها مشخص کرده است که منشأ این فوران‌ها فروپاشی ستارگان پرجرم است.

برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد تلسکوپ فضایی هابل و همچنین تماشای تصویرهایی که این تلسکوپ تهیه کرده است می‌توانید به وب‌سایت‌ زیر سری بزنید:

http://www.hubblesite.org

کد خبر 14345

برچسب‌ها