بعد ويب: العلماء يصنعون حجة لتلسكوبات أكبر
فني يعمل على المرايا الهائلة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي في مركز مارشال لرحلات الفضاء ، حيث خضعوا لاختبارات التجميد العميق في عام 2011. (رصيد الصورة: Emmet Given / NASA Marshall)
مع إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في أواخر عام 2018 ، يتحدث الباحثون بالفعل عن ذلك الجيل القادم من التلسكوبات . هذا لأن الأدوات الضخمة تستغرق سنوات ، إن لم يكن عقودًا ، للتخطيط والبناء والإطلاق ، ولا يريد العلماء أن يتوقف العلم عندما ينهي Webb مهمته.
عندما يتعلق الأمر بالتلسكوبات ، تجمع المرايا الأكبر مزيدًا من الضوء ، مما يسمح للباحثين برؤية أجسام أكثر خفوتًا. يتطلع الكثيرون إلى مرآة أولية أكبر بكثير من قطر JWST البالغ 6.5 متر ، وهو موجود بالفعل أكبر من أي وقت مضى يتم إطلاقه في الفضاء .
قال جون جرونسفيلد ، الفيزيائي وكبير العلماء السابق في ناسا: 'عندما نعثر على Earth 2.0 ، ستكون أخف من المجرة الخافتة في حقل هابل العميق'. كرائد فضاء ، خدم جرونسفيلد في بعثات متعددة لخدمة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. في الواقع ، كان كذلك آخر إنسان للمس الآلة الأيقونية. [أغرب الكواكب الغريبة (معرض)]
في مؤتمر علم الأحياء الفلكية (AbSciCon) في ميسا ، أريزونا ، في أبريل ، جرونسفيلد صنع القضية لتلسكوب 12 مترا. لا يمكن لمثل هذه الأداة المساعدة في اكتشاف أول كوكب شبيه بالأرض فحسب ، بل يمكنها أيضًا استكشاف أصول الكون ودراسة عوالم النظام الشمسي وفحص النجوم البعيدة.
قال جرونسفيلد: 'لا نريد أن نكون في وضع يسمح لنا بالقول ، نحتاج الآن إلى تلسكوب أكبر للعثور على شيء مهم'.
تلسكوب القراصنة
يعد المسح الكبير للأشعة فوق البنفسجية / البصرية / الأشعة تحت الحمراء (LUVOIR) أحد أقوى المتنافسين في المعركة لمتابعة JWST. LUVOIR هو مرصد متعدد الأطوال الموجية مع القدرة على وصف الكواكب الخارجية ، ودراسة تكوين المجرات وتطورها ، وفحص الكون المبكر. مع مرآة أساسية من 30 إلى 45 قدمًا (9 إلى 14 مترًا) ، يمكن أن تصل LUVOIR إلى الحجم الذي يدعو إليه Grunsfeld.
'إنها حقًا نوع كبير من الرؤية ،' ديبرا فيشر ، الرئيسة المشاركة لفريق تعريف العلوم والتكنولوجيا في LUVOIR ، قال في المؤتمر . وقد أطلقت على الأداة المقترحة اسم 'المرصد الفضائي للقرن الحادي والعشرين'.
يتم نطق اسم LUVOIR كما هو الحال في الفرنسية ، أو ، كما قال فيشر ، 'مثل القراصنة' ، مع التأكيد على 'ARRR'.
كما هو مقترح حاليًا ، يمكن لـ LUVOIR استكشاف مناطق تشكل النجوم في المجرات البعيدة ورسم خريطة توزيع المادة المظلمة في الكون القريب. سيكون قادرًا على تحديد أول ضوء نجم في الكون المبكر وتصوير الأعمدة الجليدية المتدفقة من قمر زحل الجليدي إنسيلادوس والقمر العملاق للمشتري يوروبا. يجب أن تحل الأداة التي تدور حول الأرض ميزات صغيرة مثل 125 ميلاً (200 كم) على بلوتو وغيرها من أجسام حزام كايبر.
بالنسبة للحاضرين في AbSciCon ، فإن الكواكب الخارجية هي المكان الذي يجب أن تتألق فيه LUVOIR حقًا. يجب أن تسمح الأداة لعلماء الفلك بتحليل أجواء العوالم الشبيهة بالأرض حول النجوم الشبيهة بالشمس ، والبحث عن علامات الحياة. أقرب منافس حتى الآن ، Kepler-452b ، هو كوكب صخري يدور حول نجم مثل كوكبنا ، لكنه أكبر بحوالي 60٪ من الأرض. يبحث علماء الفلك عن عالم أقرب إلى حجم كوكبنا ، عالم يمكنهم فحص غلافه الجوي.
قال فيشر: 'البصمات الحيوية هي حقًا ما نسعى إليه'.
استنادًا إلى فهم العلماء الحالي لكيفية تواتر العوالم الأرضية الصخرية حول النجوم الأخرى ، قال فيشر إن تلسكوبًا كبيرًا مثل LUVOIR ، جنبًا إلى جنب مع فقرة لحجب الضوء من النجم ، يجب أن يكون تحسينًا هائلاً على التلسكوبات الأصغر. وقالت إنه على مدار الملاحظات المتوسطة ، يجب أن يكون التلسكوب الذي يبلغ ارتفاعه 4 أمتار قادرًا على اكتشاف شيء مثل ستة مرشحين للأرض ، في حين أن أداة طولها 8 أمتار يمكنها تحديد حوالي 25 مترًا فقط.
هذا مهم ، لأنه على الأرجح لن ينضج كل عالم بحجم الأرض للحياة. كلما زاد عدد العوالم التي يمكن للأداة اكتشافها ، زادت احتمالية أن يتمكن العلماء من تحديد واحد منها على الأقل على أنه صالح للسكن.
قال فيشر: 'إذا كان معدل تواتر العوالم الصالحة للسكن يعادل 10 في المائة ، فنحن نود أن يكون لدينا حوالي 30 مرشحًا لضمان رؤية واحدة بثقة عالية'. [ 10 كواكب خارجية يمكن أن تستضيف حياة غريبة ]
الوقت عامل آخر. وفقًا لـ Grunsfeld ، فإن ساعة البحث عن الكواكب الخارجية على تلسكوب طوله 16 مترًا ستؤدي إلى نفس النتائج مثل حوالي 10 ساعات على أداة طولها 4 أمتار. وهذا يعني أن أداة أكبر يمكنها تحديد المزيد من الكواكب الخارجية خلال نفس وقت المهمة.
قال جرونسفيلد: 'يمكننا تغطية الكثير من الكواكب الخارجية لتحقيق هذا الاكتشاف [للأرض 2.0]'.
بفضل التطور المستمر للعلم ، أكد كل من Grunsfeld و Fischer على أن العمل الذي قد يشارك فيه تلسكوب مستقبلي يمكن أن يكون شيئًا غير متخيل بسهولة اليوم. يعد تلسكوب هابل الفضائي مثالاً ممتازًا. عندما تم إطلاق الأداة في عام 1990 ، لم يكن العلماء قد حددوا كوكبًا خارجيًا واحدًا بعد. اليوم ، يقوم التلسكوب بفحص أجواء العوالم حول النجوم الأخرى وهو طريق لم يتوقعه مصمموه. من المحتمل أن تعمل LUVOIR بنفس الطريقة.
قال فيشر 'سيجيب على أسئلة لم نفكر حتى في طرحها'.
صالح للخدمة
منذ 27 عامًا ، سبر تلسكوب هابل الفضائي أعماق الكون من مداره حول الأرض. بعد مشاكل أولية مع أجهزته ، تمكن رواد الفضاء من إجراء إصلاحات لأن التلسكوب مصمم ليكون صالحًا للخدمة. يمكن أيضًا ترقية الأدوات حسب الضرورة ، مما يتيح قدرًا أكبر من المرونة.
قال جرونسفيلد: 'أعتقد أن إمكانية الخدمة دور حاسم'. 'إمكانية الخدمة تسمح لك بوضع أدوات جديدة تحافظ على [التلسكوب] حيويًا.'
في عام 2010 ، أقر الكونجرس قانونًا يطالب بتقديم خدمات دعم الفيزياء الفلكية الرئيسية المقترحة ، وهو قانون سيخضع خليفة JWST تحته. (لن تكون JWST نفسها قابلة للخدمة.)
LUVOIR ليس شيئًا أكيدًا. قد ينتهي الأمر بالتنافس مع مهمة أخرى مقترحة ، مهمة تصوير الكواكب الخارجية الصالحة للسكن (HabEx). سوف تركز HabEx على تصوير أنظمة الكواكب مباشرة حول النجوم الشبيهة بالشمس ، بهدف أساسي هو التصوير المباشر للكواكب الشبيهة بالأرض وتوصيف غلافها الجوي.
سوف تستخدم HabEx التصوير المباشر ، مما يسمح لها بالتقاط صورة لعالم بعيد. لكن التلسكوب لن يقتصر على أبحاث الكواكب الخارجية. سيكون أيضًا قادرًا على دراسة ميزات مجرة درب التبانة وخارج المجرة.
تصحيح : ذكرت نسخة سابقة من هذه المقالة أن LUVOIR لن تستخدم التصوير المباشر للبحث عن الكواكب الخارجية ؛ سيستخدم كل من التصوير المباشر والتحليل الطيفي.
اتبع نولا تايلور ريد في تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك ، أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع guesswhozoo.com .
