تلسکوپ فضایی رومی ناسا: در جستجوی سیارات بیگانه با نگاهی به خورشیدهای دوردست

تاج‌نگار رومی برای شناسایی سیارات ۱۰۰ میلیون بار کم‌نورتر از ستاره‌هایشان طراحی شده است.

در یک اتاق تمیز در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا، دانشمندان با موفقیت یک جزء مهم را در تلسکوپ فضایی رومی ادغام کردند. این دستگاه که با نام رومی تاج‌نگار شناخته می‌شود، برای جلوگیری از نور ستاره‌ها طراحی شده است و دانشمندان را قادر می‌سازد تا نور ضعیف سیارات فراتر از منظومه شمسی را تشخیص دهند.

این دستاورد نقطه عطف مهمی برای تلسکوپ فضایی روم نانسی گریس ناسا است، یک رصدخانه فضایی نسل بعدی که در حدود اردیبهشت ۱۴۰۶ پرتاب خواهد شد. با میدان دید حداقل ۱۰۰ برابر بزرگتر از میدان دید تلسکوپ فضایی هابل، رومن برای رازهای علمی مرتبط با انرژی تاریک، سیارات فراخورشیدی و اخترفیزیک مادون قرمز را بررسی کنید.

این کار با استفاده از ابزار علمی خود به نام Wide Field Instrument و رومی Coronagraph Instrument انجام خواهد شد که یک نمایش فناوری است و گامی به سوی ماموریت‌های فضایی آینده، مانند رصدخانه پیشنهادی Habitable Worlds، می‌باشد. این رصدخانه نخستین تلسکوپی است که به‌طور خاص برای جستجوی نشانه‌های حیات در سیارات فراخورشیدی طراحی شده است.

راب زلم، معاون دانشمند پروژه تلسکوپ فضایی رومی برای ارتباطات در ناسا گودارد، گفت: «برای اینکه از جایی که هستیم به جایی که می‌خواهیم برسیم، به تاج‌نگار رومی برای نشان دادن این فناوری نیاز داریم. ما این درس‌های آموخته شده را در نسل بعدی مأموریت‌های شاخص ناسا که به صراحت برای جستجوی سیارات مشابه زمین طراحی خواهند شد، به کار خواهیم برد.»

ممکن است دوست داشته باشید

• تلسکوپ فضایی نانسی روم نسل بعدی ناسا به ‘تست چرخشی’ حیاتی می پردازد.
• ناسا برای ساخت تلسکوپ فضایی قدرتمند رومی، به فناوری AR آینده نگر می پردازد.

تاج‌نگار، که تقریباً به اندازه یک پیانوی بزرگ نوزاد است، یک سیستم پیچیده متشکل از ماسک‌ها، منشورها، آشکارسازها و آینه‌های خود خم‌شونده است که با هم کار می‌کنند تا تابش ستارگان دور را مسدود کنند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند تا سیاره‌هایی را که به دور آنها می‌چرخند را شناسایی کنند.

در حال حاضر، سیارات فراخورشیدی از طریق روش‌های غیرمستقیم، به ویژه با استفاده از تکنیکی به نام عبور مشاهده می‌شوند. این روش شامل اندازه‌گیری فرورفتگی‌ها در نور یک ستاره دوردست است که هنگام عبور یک سیاره فراخورشیدی از مقابل آن رخ می‌دهد. این فرورفتگی ها بینش های ارزشمندی از جمله اطلاعاتی در مورد ترکیب جوی سیاره ارائه می دهد که در تعیین قابلیت سکونت مهم است. آنها حتی ممکن است وجود گازهایی را آشکار کنند که می تواند وجود حیات را نشان دهد.

در حالی که این روش بینش های فوق العاده ارزشمندی را ارائه کرده است، محدودیت هایی نیز دارد. به عنوان مثال، تنها بخش کوچکی از سیارات را می توان به این طریق مشاهده کرد، زیرا گذرها فقط برای یک دوره کوتاه در طول چرخه مداری کل سیاره رخ می دهند و مقدار داده هایی را که می توان جمع آوری کرد محدود می کند.

برای شناسایی یک گذر، صفحه مداری باید تقریباً در لبه ناظر باشد، شرایطی که فقط برای تعداد کمی از سیارات دور اعمال می شود. در نتیجه، بسیاری از سیارات از طریق نورسنجی کشف نشده باقی خواهند ماند. علاوه بر این، مدت زمان گذر یک سیاره تنها بخش کوچکی از دوره کامل مداری آن را نشان می دهد.

اگرچه فناوری‌ها برای به دست آوردن تصاویر مستقیم از سیارات فراخورشیدی در حال پیشرفت هستند، اما عمدتاً بر روی سیارات غول‌پیکری متمرکز شده‌اند که به دلیل دمای بالا به انتشار نور از شکل‌گیری اخیر خود ادامه می‌دهند و شناسایی آنها را برای تلسکوپ‌ها آسان‌تر می‌کند. یکی از نمونه های قابل توجه، توالی تصاویری است که از چهار سیاره فراخورشیدی در حال چرخش به دور ستاره HR 8799 توسط ستاره شناسان با استفاده از داده های رصدخانه کک هاوایی تهیه شده است.

با این حال، دانشمندان در حال روی آوردن به تاج نگاری به عنوان پیشرفت بعدی در فناوری جستجوی سیاره هستند. هدف ابزار تاج نگاری رومی نشان دادن این است که چگونه این فناوری تصویربرداری مستقیم، که با تلسکوپ های زمینی کارآمدی خود را ثابت کرده است، می تواند موفقیت بیشتری در فضا به دست آورد.

طبق گفته آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا، تاج نگار رومی برای شناسایی سیارات ۱۰۰ میلیون بار کم نورتر از ستاره هایشان یا ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بهتر از تاج نگارهای فضایی موجود طراحی شده است.

تاج‌نگار با موفقیت به حامل ابزار تلسکوپ متصل شد، ساختار شبکه‌ای بزرگی که بین آینه اصلی تلسکوپ فضایی و اتوبوس فضاپیما قرار گرفته و تلسکوپ را به مدار منتقل می‌کند.

براندون کریگر، مهندس مکانیک ارشد برای رومی تاج‌نگار در JPL گفت: «می‌توانید [حامل ابزار] را به‌عنوان اسکلت رصدخانه در نظر بگیرید، چیزی که همه چیز با آن ارتباط برقرار می‌کند». حامل ابزار هم تاج نگار و هم ابزار میدان وسیع رومن، ابزار علمی اولیه ماموریت را که قرار است اواخر امسال ادغام شود، در اختیار خواهد داشت.

مهندسان اکنون قبل از ادغام ابزار میدان گسترده و در نهایت خود تلسکوپ، بررسی‌ها و آزمایش‌های مختلفی را انجام خواهند داد.

لیز دالی، سرپرست آزمایش و ادغام مونتاژ محموله یکپارچه، گفت: “این واقعاً لذت‌بخش است که این تیم‌ها گرد هم بیایند و رصدخانه رومی را بسازند. این نتیجه تلاش‌های زیاد، ساعت‌های طولانی کار، سخت‌کوشی، عرق‌ریزی، اشک و یکپارچه‌سازی مونتاژ محموله و سرب آزمایشی برای رومن در گدارد است.”