چشم تیز زمین

چهار صد سال پیش, هنگامی كه گالیله با استفاده از تلسكوپ دست سازش كوه های ماه, قمرهای مشتری كه به دورش می گردند و بی شمار ستارهٔ موجود در كهكشان راه شیری را دید, در حقیقت انقلابی راه انداخت و نگرش ما را در مورد «زمین مركزی بودن جهان» دگرگون ساخت

ده دستاورد برجسته تلسكوپ فضایی هابل در طول شانزده سال رصد آسمان كدام است؟

چهار صد سال پیش، هنگامی كه گالیله با استفاده از تلسكوپ دست سازش كوه‌های ماه، قمرهای مشتری كه به دورش می‌گردند و بی‌شمار ستارهٔ موجود در كهكشان راه شیری را دید، در حقیقت انقلابی راه انداخت و نگرش ما را در مورد «زمین مركزی بودن جهان» دگرگون ساخت.

۱۶ سال پیش نیز وقتی ناسا تلسكوپ فضایی هابل را سوار بر شاتل به فضا فرستاد، انقلابی دیگر را در اخترشناسی به‌راه‌انداخت. برای اولین بار یك تلسكوپ بزرگ كه در نور مرئی فعالیت می‌كند، چرخش در ورای جو زمین را آغاز كرد. جو زمین، نور ستارگان را مغشوش می‌كند و در نتیجه تصویر آن‌ها تار و مبهم می‌شود.

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

اخترشناسان و اختر فیزیك‌دانان با استفاده از اطلاعاتی كه هابل ارائه كرده، بیش از ۴ هزار مقالهٔ علمی منتشر كرده‌اند كه موضوع این مقاله‌ها از ساختار منظومه شمسی تا جهان‌های دوردست گسترده است. در این‌جا نگاهی داریم به بعضی از بزرگ‌ترین دستاوردهای تلسكوپ هابل.

● پرتو شگفت‌انگیز اختروش‌ها

اختروش‌ها چنان عجیب و رازآمیز ند كه اگر كسی بخواهد رفتار آن‌ها را تفسیر كند، باید كارآگاهی ماهرتر از شرلوك هلمز باشد.

اخترشناسان از زمان كشف آن‌ها در سال۱۹۶۳ در تلاش‌اند تا دریابند این اجرام كوچك كه مقدار زیادی نور و دیگر انواع تابش، تولید می‌كنند و در دورترین منطقه‌های جهان قرار دارند، چگونه می‌توانند تا این اندازه انرژی از خود گسیل كنند.

اختروش‌ها از منظومه شمسی ما بزرگ‌تر نیستند، اما به اندازهٔ كهكشانی با چند صد میلیون ستاره از خود نورافشانی می‌كنند. اخترشناسان با استفاده از تلسكوپ هابل به جست‌وجوی «جایگاه» این اختروش‌ها پرداختند و دریافتند این اجرام فعال و پرانرژی در مركز كهكشان‌ها قرار دارند

● كارت پستال‌هایی از مرزهای فضا

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

این تلسكوپ در مجموعه‌ای از رصدهای منحصر به فرد، تصویرهایی از «اعماق» جهان تهیه كرد. این رصدها «میدان‌های ژرف هابل»، «پژوهش‌های ژرف سرآغازهای رصدخانه‌های بزرگ» و «میدان‌های فراژرف هابل» نام دارد. هابل در تازه‌ترین تصویربرداری‌ها از دورترین مكان‌های جهان، ده هزار كهكشان را كشف كرده است كه برخی از آن‌ها چهارصد تا هشتصد میلیون سال پس از انفجار بزرگ شكل گرفتند.

● چند سالتونه؟

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

یكی از وظیفه‌های اصلی هابل، كمك به اخترشناسان برای تعیین سن دقیق جهان بود. این تلسكوپ به اخترشناسان كمك كرد تا به این هدف دست یابند، اكنون این عدد در محدوده باریك سیزده تا چهارده میلیارد سال قرار دارد كه میزان خطای آن در حد ۱۰ درصد است.

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

● خداحافظی شكوهمند

مرگ ستاره‌ای همانند خورشید، مثل برگ‌های افرا در پاییز، رنگارنگ و زیباست. ستاره‌های خورشیدمانند با پرتاب شكوهمند 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 هالهٔ درخشندهٔ رنگارنگ، سحابی سیاره‌ای نام دارد. هابل جزئیات غیرمنتظره‌ای از این رویداد را ارائه كرده است.

در تصویرهایی كه تلسكوپ‌های زمینی ارائه می‌كنند، به نظر می‌رسد كه بسیاری از این اجرام شكل‌های ساده‌ای دارند، اما هابل نشان داد كه شكل آن‌ها بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است كه تاكنون گمان می‌كردیم. چشم‌های تیزبین هابل آشكار ساخت كه سجایی‌های سیاره‌ای از یك جنبه به دانه‌های برف شبیه است، به عبارت دیگر هیچ‌كدام از این سحابی‌ها شبیه دیگری نیست.

هابل با تمركز روی باقی‌مانده‌های از هم فروپاشیدهٔ یك ستاره عظیم كه در سال۱۹۸۷ به صورت یك ابر نو اختر منفجر شد، سه لایه از حلقه‌های شگفت‌انگیز و عجیب تشكیل شده از ماده را آشكار ساخت كه به دور ستارهٔ منفجر شده، در حال گردش است. در سال‌های پس از این انفجار، هابل سرگرم بررسی نقطه‌های روشنی روی حلقه وسطی بود كه در اثر برخورد مواد پرتاب شده از انفجار به وجود آمده است.

● سیاه‌چاله‌های غول‌پیكر همه جا حاضرند

در مراكز بیشتر كهكشان‌ها جسم غول‌پیكری هست كه دوست دارد هر چیزی كه در پیرامونش می‌گردد، بلمباند. رصدهای هابل تأیید كرده است كه این غول خفته، سیاه‌چاله‌ای است كه جرمش میلیون‌ها تا میلیاردها برابر خورشید ماست. سیاه‌چاله‌ها نه تنها همه جا حاضرند، بلكه رابطه‌ای ناگسستنی بین آن‌ها و كهكشان میزبانشان وجود دارد.

رصدهای هابل آشكار ساخته است كه ارتباط محكمی بین جرم سیاه‌چاله‌های مركز كهكشان و جرم ستارگان پیر، گازها و غبار مركز كهكشان وجود دارد. برای مثال كهكشان‌های غول‌پیكر، سیاه‌چاله‌های عظیمی دارند. شاید این ارتباط تنگاتنگ شاهدی باشد بر این‌كه به همراه كهكشان خود، رشد می‌كنند و از مقدار فراوان گاز و ستاره‌های در حال چرخش به دور مركز این كهكشان‌ها تغذیه می‌كنند.

● منطقه‌های تشكیل سیاره‌ها

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

این صفحه‌ها كه صفحه‌های پیش سیاره‌‌ای نام دارند، به احتمال بسیار، مكان شكل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای جدید است. هابل توانست با ارائهٔ تصویرهایی نشان دهد كه وجود صفحه‌های غبار كلوچه‌ای شكل پیرامون ستارگان جوان، امری متداول است. این تصویرها نشان می‌دهد كه واحدهای سازندهٔ لازم برای تشكیل سیاره‌ها از همین صفحه‌ها فراهم می‌شود.

● جهان سرعت می‌گیرد

برای كشف این نكته كه شكل مرموزی از انرژی با نام انرژی تاریك مثل پدال گاز كیهانی عمل می‌كند و باعث انبساط شتابدار جهان می‌شود، تلسكوپ هابل نقش بسیار مهمی داشته است. انرژی تاریك، كهكشان‌ها را طوری هل می‌دهد كه از یكدیگر دور شوند.

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

● برخورد دنباله‌دار با مشتری

تصور كنید كه همهٔ بمب‌های اتمی كره زمین به یكباره منفجر شوند. اكنون تصور كنید كه چنین انفجارهای مهیبی در یك هفته بیش از ده بار روی دهد! وقوع چنین انفجارهایی و آزاد شدن این مقدار انرژی، سطح زمین را نابود می‌كند، اما در سال۱۹۹۴ كه چنین انفجارهای ویرانگری در مشتری روی داد، این سیارهٔ غول‌پیكر خم به ابرو نیاورد. هنگامی كه حدود دوازده قطعه از یك دنباله‌دار به مشتری برخورد كرد، هابل توانست بهترین تصویرها را از این حادثهٔ بسیار كمیاب ارائه دهد.

هابل تصویرهای خیره‌كننده‌ای از انفجارهای شدیدی كه توده‌های قارچی شكل از گاز داغ را به جو مشتری می‌فرستاد، تهیه كرد. دنباله‌داری كه با مشتری برخورد كرد، شومیكر- لوی ۹۰ نام داشت و دو سال پیش از برخورد، در اثر جاذبهٔ گرانشی مشتری به چندین قطعهٔ جدا از هم تبدیل شده بود.

● جهان‌هایی ورای خورشید ما

اخترشناسانی كه برای شكار سیاره‌های ورای منظومه شمسی ما (سیاره‌های فراخورشیدی) از تلسكوپ‌های زمینی استفاده كرده‌اند، توانستند بیش از یكصد سیاره را كشف كنند.

اما برای انجام رصدهای مستقیم در مورد ساختار شیمیایی جو یك سیارهٔ فراخورشیدی به چشم‌های تیزبین هابل نیاز داریم. هابل توانست وجود عنصرهای سدیم، هیدروژن، كربن و اكسیژن را در جو سیاره‌های هم‌اندازهٔ مشتری آشكار سازد. این رصدهای منحصر به فرد نشان می‌دهد كه هابل و دیگر تلسكوپ‌ها می‌توانند ساختار شیمیایی جو دیگر سیاره‌های ورای منظومه شمسی را بررسی كنند.

● بزرگ‌ترین انفجارها پس از انفجار بزرگ

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

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

برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد تلسكوپ فضایی هابل و همچنین تماشای تصویرهایی كه این تلسكوپ تهیه كرده است می‌توانید به وب‌سایت‌ زیر سری بزنید.

سلیمان فرهادیان

www.hubblesite.org