سيكشف تلسكوب رومان الفضائي عن الكون بطريقة لا يستطيع تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب هابل القيام بها.

حتى لو لم تكن من هواة البحث عن أحدث صور الفضاء، فمن الصعب أن تمضي حياتك (خاصةً على الإنترنت) دون أن تصادف بعضها. جرّب اختيار خلفية جديدة لهاتفك الآيفون، وستجد أمامك خيارات عديدة من صور القمر الرمادية الحادة. شاهد حلقة قديمة من مسلسل "ستار تريك"، وقد لا تدرك كم من تلك السدم الشفافة خارج نوافذ المركبة الفضائية كانت مبنية على بيانات حقيقية ودقيقة.

عندما يتعلق الأمر بالفضاء، فنحن محظوظون للغاية. فقد تمكنت أجرام سماوية مذهلة تبعد عنا سنوات ضوئية من الاندماج في حياتنا اليومية، ورغم أننا ما زلنا بعيدين عن فهم الطبيعة الحقيقية للكون، إلا أننا أقرب ما نكون إليه على الإطلاق. ويعود الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى دقة أسطولنا من التلسكوبات الفضائية. ففي ثوانٍ معدودة، يمكنك العثور على صور من حقل هابل الفضائي العميق تُظهر مجرات متوهجة ملتوية على طول انحناء الزمكان، وصور من تلسكوب جيمس ويب الفضائي لأجسام حمراء ضبابية غريبة من فجر التاريخ.

مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا. يُطلق عليه اسم تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي، ومن المتوقع أن يفتح آفاقًا جديدة في مجال علم الفلك. سيكشف لنا أنواعًا جديدة من الصور، ويكشف عن أنواع جديدة من البيانات، ويقودنا إلى آفاق ربما لم نكن نتخيلها.

ما هو الروماني؟

باختصار، تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي هو مرصد معدني أسطواني يبلغ طوله حوالي 42 قدمًا (12.7 مترًا)، ومن المقرر إطلاقه من كوكبنا في 30 أغسطس على متن صاروخ فالكون الثقيل التابع لشركة سبيس إكس.

خلال مهمة تمتد لخمس سنوات (وعشر سنوات إذا سارت الأمور على ما يرام)، من المقرر أن يستخدم مسبار رومان جهازين قويين – جهاز المجال الواسع (WFI) وجهاز الكورونوغراف – لتصوير مساحات شاسعة من الكون والإجابة على بعض الأسئلة الحاسمة. سيساعد المسبار العلماء على استكشاف أسرار المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وتصوير الكواكب الخارجية القريبة والبعيدة مباشرةً، ومشاهدة عدد هائل من النجوم وهي تنفجر في مستعرات عظمى هائلة، وغير ذلك الكثير.

من الناحية العددية، تمكن تلسكوب هابل من جمع حوالي 400 تيرابايت من البيانات خلال فترة خدمته التي امتدت لحوالي 35 عامًا حتى الآن. ومن المتوقع أن يتمكن تلسكوب رومان من جمع 500 تيرابايت من البيانات سنويًا.

قال مدير وكالة ناسا، جاريد إسحاقمان، خلال مؤتمر صحفي حول تلسكوب رومان في أبريل/نيسان: "تتجاوز قدرات رومان في المسح 1000 ضعف سرعة تلسكوب هابل، ويمكنه مسح مساحة من السماء تزيد 200 ضعف في صورة واحدة. ما يستغرق هابل 2000 عام لمعالجته، يستطيع رومان إنجازه في عام واحد فقط – ستكون الصور التي يلتقطها ضخمة لدرجة أنه لا توجد شاشة عرض كبيرة بما يكفي لعرضها".

الطيف الكهرومغناطيسي، وهو جزء من الطيف لا يمكننا رؤيته بأعيننا. إضافةً إلى ذلك، فإن أي أجسام تقع في مجال رؤيتنا وتختبئ خلف سحب كثيفة من الغبار أو الغاز بين النجوم، لا يمكن رؤيتها إلا من خلال انبعاثاتها تحت الحمراء.

هذا يعني أن الأجسام البعيدة جدًا، وكذلك الأجسام المخفية في الفضاء، تكاد تكون غير مرئية لنا، إذ تختبئ في نطاق الأشعة تحت الحمراء من الطيف. ولذلك، نحتاج إلى أجهزة فك تشفير الأشعة تحت الحمراء، مثل مجموعة أدوات تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو جهاز الأشعة تحت الحمراء الخاص بتلسكوب هابل، لكشفها.

لقد حقق تلسكوب جيمس ويب الفضائي بالفعل خطوات هائلة في هذا الصدد، كاشفًا لنا عن أجرام سماوية فريدة من نوعها تعود إلى بدايات الكون، ومحطمًا باستمرار أرقامه القياسية، بينما اكتشف أبعد المجرات التي رصدناها على الإطلاق، وأعاد إحياء صور هابل المذهلة، مثل صورة "أعمدة الخلق" الرائعة، بفضل مرشح الأشعة تحت الحمراء. بل إنه أعاد تعريفنا بنظامنا الشمسي من خلال صور واضحة لحلقات نبتون الرقيقة التي غالبًا ما تُنسى، وحلقات زحل الكبيرة الساطعة.

فيما يتعلق بالمرايا، فإن المرآة الرئيسية الذهبية الشهيرة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي، والمكونة من 18 قطعة سداسية، يبلغ قطرها 6.5 متر (21 قدمًا و4 بوصات)، وهو أكبر بكثير من مرآة تلسكوب رومان. هذا يعني أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادر على جمع كميات هائلة من الضوء تفوق ما يستطيع تلسكوب رومان جمعه، وهو أمر منطقي للغاية لأنه صُمم لرؤية أعماق الكون القديم قدر الإمكان.

لكن ما ينقص تلسكوب جيمس ويب الفضائي، كما توقعتم، هو مجال رؤيته. وهذا مقصود. فالهدف الأساسي من تلسكوب جيمس ويب هو اختراق الكون برؤية ضيقة للغاية للحصول على دقة عالية لأي شيء يرصده. من المؤكد أن تلسكوب رومان لن يحصل على نفس الدقة، لأن صوره ستكون أقل عمقًا من صور تلسكوب جيمس ويب، لكن تقنية التصوير واسع المجال (WFI) فيه ستغطي منطقة أوسع بخمسين ضعفًا مما يستطيع تلسكوب جيمس ويب رؤيته.

للتوضيح، توجد بالفعل تلسكوبات مسح أخرى قادرة على تصوير مساحات شاسعة من السماء دفعة واحدة، لكن من المتوقع أن تكون نسخة رومان من هذه العملية أكثر وضوحًا. على سبيل المثال، يُعد مرصد روبين الأرضي ثوريًا بفضل الكميات الهائلة من البيانات التي يجمعها أثناء مسحه لجزء جديد من السماء كل 40 ثانية. مع ذلك، يقع روبين على الأرض. أما التلسكوب الفضائي فيقع فوق الغلاف الجوي للأرض، وبالتالي يواجه تداخلًا جويًا أقل، مما يُحسّن جودة الرصد بشكل ملحوظ.

حسنًا، ربما تكون قد استنتجت العبرة من القصة الآن: نطاق تلسكوب رومان أقل عمقًا من نطاق تلسكوب هابل وتلسكوب جيمس ويب الفضائي، ولكنه واسع للغاية. إذن، ما فائدة هذه الضخامة؟

وعد روما

يُعدّ تصوير مساحات شاسعة من الكون دفعةً واحدةً أمرًا بالغ الأهمية، لأنّ الأحداث الكونية تتزامن في آنٍ واحد. قد يكون من المفيد رصد مستعر أعظم في أحد أطراف الكون، لكنّ انفجارًا راديويًا سريعًا عابرًا في الطرف الآخر قد يكون بنفس القدر من الأهمية للدراسة. مع ذلك، ونظرًا لضيق مجال الرؤية، سيتعيّن عليك اختيار الهدف الذي ترغب في التركيز عليه. وإذا لم تكن متأكدًا من الأهداف المتاحة، فبينما تتفحّص ثقبًا أسود قديمًا بدقة عالية، ستفوتك حتمًا فرصة رصد ثقب أقدم منه يقع على بُعد خمسين إطارًا أو نحو ذلك.

مع تلسكوب رومان، لن يضطر العلماء إلى انتقاء أجزاء السماء التي يمسحونها بدقة. فقد صُمم رومان ليتمكن من رصد المستعرات العظمى، وانفجارات الراديو السريعة، وانبعاثات الثقوب السوداء، والمجرات المشوهة المحتملة، دفعة واحدة. على سبيل المثال، تشرح ناسا كيف سيتمكن رومان من رصد النجوم النيوترونية المتصادمة – وهي بقايا نجمية كثيفة للغاية، إذ يعادل وزن ملعقة طعام منها وزن جبل إيفرست – باستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء. من المرجح أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لن يرصد مثل هذا الحدث أبدًا بسبب نطاق رؤيته المحدود.

بالطبع، لن يتمكن تلسكوب رومان من تصوير هذه الأجسام بنفس عمق تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو تلسكوب هابل – أو العديد من التلسكوبات الأخرى في هذا الشأن، مثل تلسكوب سفير إكس أو إقليدس – ولكنه سيكون قادراً على ملاحظة وجود هذه الأجسام.

تتمثل الخطوة التالية في قيام أحد تلك التلسكوبات الأخرى بمتابعة الأهداف. يمكنك اعتبار رومان بمثابة منشئ خرائط جوجل لمواقع النقاط الساخنة في الكون التي قد يرغب تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو هابل أو أي تلسكوب آخر في دراستها يومًا ما.

مجال رؤية واسع يعني علمًا واسعًا

علاوة على ذلك، فإن جمع المعلومات من مليارات الأجسام في فترة زمنية قصيرة كهذه سيمكن من إجراء أنواع محددة من الأبحاث، مثل البحث عن حقيقة المادة المظلمة والطاقة المظلمة. فعلى الرغم من أن المادة المظلمة والطاقة المظلمة تشكلان معًا حوالي 95% من محتويات الكون، إلا أنهما غير مرئيتين لنا. ومع ذلك، نعلم بوجود الطاقة المظلمة لأنها تبدو وكأنها تُطبق قوة تُسرّع من تمدد كوننا، ونعلم بوجود المادة المظلمة لأنها تبدو بمثابة المادة الرابطة بين المجرات التي تمنعها من التفكك كما لو كانت خيولًا على دوامة تدور بسرعة فائقة.

هذا يعني أن تصوير عدد هائل من المجرات دفعة واحدة قد يُمكّن العلماء من الحصول على صورة أوضح لكيفية تفاعل الكون المظلم مع كوننا العادي. كما سيتمكن رومان من إنشاء "أفلام" بتقنية التصوير الزمني للكون ثلاثي الأبعاد، مما يتيح للعلماء فرصة رؤية كيف تتكامل الملاحظات الأخرى مع هذه الصورة.

لا يسعنا إلا أن نذكر ما يمكن أن يفعله جهاز رومان الآخر: الكورونوغراف. يُعدّ كورونوغراف التلسكوب فريدًا من نوعه. يمكن تشبيهه بكسوف اصطناعي خاص يُظهر الأجرام التي كانت ستُحجب لولا ذلك بضوء النجوم الساطع. لا يوجد مرصد فضائي آخر يعمل حاليًا يمتلك القدرة على تصوير الكواكب الخارجية مباشرةً كما سيتمكن رومان من ذلك باستخدام هذا الكورونوغراف. يحتاج شرح التعقيدات المذهلة لهذا الجهاز إلى مقال كامل – وهو مقال نتوقعه قريبًا – ولكن باختصار، يقوم هذا الجهاز بحجب وهج النجوم البعيدة ثم يقيس استقطاب الضوء المحيط بها لمساعدة العلماء على اكتشاف الكواكب الخارجية التي تدور حول تلك النجوم.

بحسب وكالة ناسا، سيتمكن جهاز الكورونوغراف الخاص برومان من رصد كواكب أضعف من نجومها بمئة مليون مرة. هذه القدرة تفوق قدرة أجهزة الكورونوغراف الفضائية الحالية بنحو مئة إلى ألف مرة. سيتيح هذا للعلماء فرصة دراسة كواكب خارج نظامنا الشمسي، كواكب أقل سطوعًا وبرودة وأبعد وأكثر صعوبة في الرصد مما نستطيع رؤيته حاليًا.

مع وضع كل هذا في الاعتبار، هناك مفهوم مهم يجب تذكره.

عندما دخل تلسكوب جيمس ويب الفضائي الخدمة لأول مرة عام ٢٠٢٢، بدأ الجميع (وأنا منهم) بمقارنته بتلسكوب هابل، معتبرين إياه نسخة مطورة منه. من الصعب تجنب ذلك، خاصةً مع روعة الصور التي يلتقطها هذا التلسكوب الجديد اللامع. لكن وصفه بـ"النسخة المطورة" بعيد كل البعد عن الواقع. تلسكوب جيمس ويب الفضائي مختلف فحسب. مثير للإعجاب، بلا شك، لكنه مختلف. الهدف هو أن تعمل جميع هذه التلسكوبات معًا، ليمنحنا كل منها صفحة جديدة من الكون لاستكشافها. اجمع كل هذه الصفحات، وستحصل على الصورة الكاملة.

ستقدم لنا شركة رومان ببساطة ملاءة سرير جديدة تخطف الأنفاس.

تابعونا على أخبار جوجل