پیشنهاد جسورانه دانشمندان: تلسکوپ مستطیلی گزینه‌ای ایدئال برای کشف حیات فرازمینی است
پیشنهاد جسورانه دانشمندان: تلسکوپ مستطیلی گزینه‌ای ایدئال برای کشف حیات فرازمینی است
از زمانی که گالیله تلسکوپ خود را کامل کرد و از آن برای رصد ستارگان بهره برد، بشر در زمینه‌ی فناوری‌های رصدی گام‌های بلندی برداشته است. درطول سال‌ها، مواد به‌کاررفته، اندازه‌ها، مکان‌ها و پیکربندی‌های تلسکوپ‌ها تغییر کرده‌اند؛ اما در نهایت تمام آن‌ها معمولاً ساختار دایره‌ای را حفظ کرده‌اند؛ شکلی که در آن آینه‌ها و عدسی‌ها، نور را بزرگ‌نمایی و روی آشکارسازها متمرکز می‌کنند.
اما پژوهشگران در مطالعه‌ای تازه‌ای استدلال می‌کنند که ساختار دایره‌ای سنتی شاید بهترین روش برای یافتن سیارات فراخورشیدیِ میزبان حیات نباشد. راه‌حل پیشنهادی آن‌ها، تلسکوپ مستطیلی است.
تلسکوپ‌های پیشرفته شاهکارهای مهندسی‌اند. به هابل، جیمز وب، تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) یا تازه‌ترین مورد، یعنی رصدخانه ورا روبین فکر کنید که چه ابزارهایی شگفت‌انگیزی هستند. اما هر اختراع بشری محدودیت‌هایی دارد و به نظر می‌رسد برای پیدا کردن سیارهای زمین‌سان، ابزارهایی قوی‌تر از تلسکوپ‌ها و فناوری‌های امروزی لازم باشد.
برای اینکه سیارهای شبیه زمین باشد، باید آب داشته باشد. به همین دلیل دانشمندان آن را در محدوده‌ی نور فروسرخ، مخصوصاً فروسرخ میانی، بررسی می‌کنند؛ زیرا آب در این بخش بیشترین تابش را دارد و بهتر دیده می‌شود. تلسکوپ جیمز وب همین حالا توانایی رصد در فروسرخ را دارد؛ اما مشکل دیگر این است که باید سیاره را از ستاره‌اش تفکیک و نور ستاره را مسدود کند، چرا که به‌طور طبیعی، نور ستاره بسیار درخشان‌تر از نور سیاره است.
ساختار دایره‌ای سنتی شاید بهترین روش برای یافتن سیارات فراخورشیدیِ میزبان حیات نباشد
تلسکوپی مانند جیمز وب می‌تواند طول موج فروسرخ میانی را ببیند، اما این تلسکوپ به‌اندازه‌ی کافی بزرگ نیست که بتواند سیارهای شبیه زمین را در فاصله‌ای مشابه فاصله‌ی زمین-خورشید تشخیص دهد. اگر تلسکوپی قرار باشد چنین سیاراتی را تا فاصله‌ی ۳۰ سال نوری رصد کند، باید قطری حدود ۲۰ متر داشته باشد. با توجه به اینکه آینه‌ی جیمز وب فقط ۶٫۵ متر قطر دارد و همین حالا هم بزرگ‌ترین تلسکوپ فضایی تاریخ است، می‌توان دریافت که ساخت و پرتاب تلسکوپی بسیار بزرگ‌تر فراتر از فناوری کنونی است. آینه ۲۰ متری حدود ۱۵ برابر بزرگ‌تر از آینه‌ی جیمز وب خواهد بود که فعلاً بیش از حد بزرگ و دست‌نیافتنی است.
به‌گزارش آی‌اف‌ال ساینس، راه‌حل جایگزین استفاده از طول موج‌های کوتاه‌تر، مانند نور مرئی است. در این حالت، مشکل اصلی مسدودکردن نور ستاره است. خورشید در این طول موج‌ها ۱۰ میلیارد بار درخشان‌تر از زمین است، بنابراین مسدودسازی باید به‌شدت دقیق انجام شود. مسدودکردن نور یک ستاره برای رصد سیاره‌های کوچک کنار آن نمی‌تواند با روش‌های ساده‌ای مانند قراردادن پوشش روی لنز انجام شود، زیرا شدت نور ستاره از اطراف پوشش می‌گذرد و تفکیک دقیق سیاره را مختل می‌کند.
بیشتر بخوانید
راه‌حل جسورانه، استفاده از سامانه‌ای دو فضاپیمایی است: یک فضاپیمای «سایه‌بان ستاره‌ای» جلوی تلسکوپ پرواز می‌کند و نور ستاره را مسدود می‌سازد. این همان اصل مأموریت موفق «Proba-3» است که در آن دو فضاپیما با پرواز در آرایش مشخص، نور خورشید را مانند خورشیدگرفتگی مصنوعی مسدود می‌کنند. اما اجزای پروبا-۳ تنها ۱۵۰ متر از هم فاصله دارند، درحالی‌که سایه‌بان ستاره‌ای پیشنهادی باید ده‌ها هزار متر دورتر قرار بگیرد.
برای حل بیشتر این مشکلات، تیمی به رهبری پروفسور هایدی نیوبرگ از مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلیر آمریکا آینه‌ای مستطیلی با نسبت طول به عرض بسیار زیاد پیشنهاد داده است: با ابعادی معادل یک متر در ۲۰ متر. چنین آینه‌ای مزایای آینه‌ی بزرگ را خواهد داشت، اما سطح آن در واقع از سطح آینه‌ی جیمز وب هم کوچک‌تر است. البته چالش‌های فنی متعددی وجود دارد، اما این طراحی می‌تواند برنده باشد. تیم پژوهشی تخمین می‌زند که با این روش، امکان تصویربرداری از ۲۷ سیاره هم‌اندازه‌ی زمین در فاصله‌ی ۳۰ سال نوری از ما فراهم خواهد شد.
شرح تصویر شاخص: طرح مفهومی تلسکوپ فضایی مستطیلی با آینه‌ی اصلی ساخته‌شده از ۲۰ قطعه ۱×۱ متری و آینه‌ی ثانویه در فاصله‌ی ۲۳ متری. سایه‌بان خورشیدی امکان رصد در تمام جهات را فراهم می‌کند و بخش‌های آینه برای پرتاب تاشده و به راحتی در موشک فالکون هِوی جا می‌شوند.
پیشنهاد پژوهشگران در مقاله‌ای در مجله‌ی Frontiers in Astronomy and Space Sciences توضیح داده شده است.
منبع : زومیت
