في عام 2025 ، أ نانسي جريس رومان سينطلق التلسكوب الفضائي إلى الفضاء. تم تسميته على شرف أول كبير علماء الفلك في وكالة ناسا (و ' والدة هابل ')، الرومانسيكون التلسكوب المرصد الأكثر تقدمًا وقوة على الإطلاق. مع كاميرا حساسة مثل سابقاتها وإمكانيات المسح من الجيل التالي ،رومانسوف تتمتع بقوة ' مائة فقاعات . '
من أجل تحقيق أهدافها العلمية واستكشاف بعض أعظم ألغاز الكون ،رومانعدد من مرشحات الأشعة تحت الحمراء. ولكن مع قرار إضافة مرشح جديد للأشعة تحت الحمراء القريبة ،رومانسيتجاوز تصميمه الأصلي وسيكون قادرًا على استكشاف 20٪ من عالم الأشعة تحت الحمراء. هذا يفتح الباب أمام أبحاث واكتشافات جديدة ومثيرة ، من حافة النظام الشمسي إلى أبعد مناطق الفضاء.
قدرات جديدة
مع هذا الفلتر الجديد ،رومانسيكون لديه الآن القدرة على النطاق K القريب من الأشعة تحت الحمراء (2.0 إلى 2.4 ميكرون) ، مما يمنحه نطاقًا فعالًا من 0.5 إلى 2.3 ميكرون في الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء. في حينرومانتم تحسينه لدراسة الكواكب الخارجية وتوسيع الكون (من أجل البحث الطاقة المظلمة ) ، فإن مجال رؤيتها الهائل سوف يلتقط جميع أنواع الظواهر الكونية.
توضح هذه الصورة المركبة إمكانية رصد 'مجال شديد العمق' بواسطة تلسكوب الفضاء الروماني. الائتمان: NASA / ESA / A. Koekemoer (STScI) / DSS
بفضل هذا الفلتر الجديد ، ستتمكن البعثة من رؤية أبعد في الفضاء ، والتحقيق بشكل أعمق في المناطق المتربة من الكون ، ومشاهدة المزيد من أنواع الأجسام الأكثر خفوتًا وبرودة. جورج حلو ، أحد دعاة التعديل ، هو مدير IPAC في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا. كما أوضح في وكالة ناسا خبر صحفى :
'إن تغييرًا طفيفًا على ما يبدو في نطاق الطول الموجي له تأثير هائل. سوف يرى رومان أشياءً أخف 100 مرة مما يمكن أن تراه أفضل المسوحات الأرضية على النطاق K بسبب مزايا الفضاء لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء. من المستحيل التنبؤ بكل الألغاز التي سيساعدها رومان في حلها باستخدام هذا الفلتر '.
بالإضافة إلى ذلك ، سيسمح هذا التحسين في قدراته لمزيد من التعاون بينرومانوالمراصد الكبيرة الأخرى التابعة لناسا والتي ستظل تعمل. وتشمل هذه الموقرين هابل (التي كانت تدرس الكون بثبات لمدة 30 عامًا) و تلسكوب جيمس ويب الفضائي (من المقرر إطلاقه في 31 أكتوبرشارع، 2021). كل من هذه المراصد لها نطاق الرؤية الخاص بها.
بينماهابليمكنه رؤية الضوء من 0.2 إلى 1.7 ميكرون في الطول الموجي ، مما يسمح بالمراقبة من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة ،جيمس ويبسيكون قادرًا على مسح من 0.6 إلى 28 ميكرون - من الأشعة تحت الحمراء القريبة إلى منتصف الأشعة تحت الحمراء ، بالإضافة إلى كمية صغيرة من الضوء المرئي. شكرا لرومانفي نطاقه المحسن ومجال رؤيته الأكبر بكثير ، فإنه سيكون قادرًا على الكشف عن أهداف إضافية لمتابعة عمليات المراقبة من قبل هذه المراصد الأخرى.
المنطقة الوسطى من مجرة درب التبانة في ضوء الأشعة تحت الحمراء التي حصل عليها تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / S. ستولوفي (مركز سبيتزر للعلوم / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)
كائنات أقرب إلى المنزل ...
بالنسبة للمبتدئين ، ستمكّن هذه الترقيات من دراسة الأجسام المظلمة الصغيرة ، مثل العديد من الأجسام الجليدية التي تحتل حلقة الحطام الكبيرة على حافة النظام الشمسي ( كوبر بيلت ). سيسمح لها ذلك بفحص الأجسام الكونية والتي سيكون من المستحيل دراستها بخلاف ذلك ، مثل حلقات الغبار والنجوم الأكثر برودة والكواكب. سيسمح أيضًا للعلماء بمراقبة الأجسام الأصغر والأغمق في النظام الشمسي وإنشاء تعداد سكاني لها.
سيكون هذا مفيدًا بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بدراسة الأجسام الموجودة خارج مدار نبتون ، والذي يسكنه حزام من الأجسام الجليدية يُعرف باسم حزام كايبر. إلى جانب حزام الكويكبات الرئيسي ، فإن الأجسام الموجودة في هذه المنطقة هي في الأساس مواد متبقية من قرص الكواكب الأولي الذي دار حول شمسنا منذ حوالي 4.5 مليار سنة (والتي تشكلت منها كواكب النظام الشمسي).
إنها فرص حيوية للبحث لأنها ظلت دون تغيير إلى حد كبير منذ الأيام الأولى للنظام الشمسي. هذه المنطقة هي أيضًا مصدر المذنبات طويلة المدى ، والتي يعتقد أنها لعبت دورًا حيويًا في توزيع المياه في جميع أنحاء النظام الشمسي. دراسة عربي كائنات حزام كايبر (KBOs) ستعطي علماء الفلك نظرة ثاقبة للنظام الشمسي المبكر وكمية مياه الأرض التي جاءت من المذنبات.
في قلب مجرتنا ...
أحد أكثر الجوانب المحبطة في دراسة الكون هو الطريقة التي يجعل بها الغبار والغاز من الصعب رؤية الأشياء بوضوح. على طول مستوى مجرة درب التبانة ، تُحاط العديد من الأجسام بسحب من المواد التي تنجرف بين النجوم - والمعروفة باسم متوسط بين النجوم (ISM). تتسبب هذه العوامل في تشتت الضوء المرئي وامتصاصه ، مما يجعل من الصعب بشكل خاص رؤية مركز مجرتنا وما وراءها.
نظرًا لأن ضوء الأشعة تحت الحمراء ينتقل في موجات أطول ، فإنه قادر على المرور بحرية أكبر عبر هذه السحب ، مما يسمح لعلماء الفلك باختراق البقع الضبابية ودراسة الأشياء التي قد تكون غير مرئية لولا ذلك. معرومانالمرصد الجديد ، سيكون قادرًا على الرؤية من خلال سحب الغبار حتى ثلاث مرات أكثر كثافة من ذي قبل ، مما سيساعدنا على معرفة المزيد عن بنية مجرة درب التبانة وعدد سكانها.
رومانسيسمح العرض الموسع لعلماء الفلك بدراسة فئة 'النجوم الفاشلة' المعروفة باسم الأقزام البنية ، والتي تشير إلى الأجسام التي ليست ضخمة بما يكفي للخضوع للاندماج النووي في قلبها. على وجه الخصوص ، يتطلع علماء الفلك إلى دراسة الأقزام البنية الموجودة بالقرب من قلب مجرتنا ، حيث من المعروف أن المستعرات الأعظمية تحدث كثيرًا.
من المفهوم جيدًا أن المستعرات الأعظمية تزرع محيطها بعناصر جديدة عندما تنفجر. يعتقد علماء الفلك أن هذا قد يكون له تأثير على تكوين النجوم والكواكب في هذه المنطقة المجاورة. من خلال قياس تكوينات الأقزام البنية ، سيكونون قادرين على معرفة المزيد عن الاختلافات بين الأجسام القريبة من قلب مجرتنا وتلك الموجودة في الأذرع الحلزونية.
كما أوضحت جولي ماكنري ، كبيرة علماء مشروع تلسكوب الفضاء الروماني في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، في وكالة ناسا الأخيرة خبر صحفى :
'إنه لأمر لا يصدق أنه يمكننا إجراء مثل هذا التغيير المؤثر على المهمة بعد أن اجتازت جميع المكونات الأساسية بالفعل مراجعات التصميم الهامة. باستخدام الفلتر الجديد ، سنتمكن من رؤية نطاق الأشعة تحت الحمراء الكامل الذي يستطيع التلسكوب رؤيته ، لذلك نحن نعمل على تعظيم العلم الذي يمكن أن يفعله رومان '.
الطيف الكهرومغناطيسي المرئي. الائتمان: ناسا
وما بعدها!
الرومانستوفر الترقيات الجديدة أيضًا فرصًا جديدة لاستكشاف أبعد المسافات في الفضاء. عندما ينتقل الضوء عبر الكون المتسع ، يتم إطالة طوله الموجي لدرجة أنه لا يمكن رؤيته إلا في أجزاء أخرى من الطيف. على سبيل المثال ، 'الإشعاع المتبقي' المتبقي من الانفجار العظيم - الخلفية الكونية الميكروية (CMB) - يكون مرئيًا فقط في نهاية الموجات الصغرية من الطيف (10-3م).
بفضل التحديث الأخير ،رومانسيكون قادرًا على مراقبة الكون كما كان بعد 300000 عام فقط من الانفجار العظيم. يتزامن هذا الوقت مع 'العصور المظلمة' الكونية عندما كانت النجوم والمجرات الأولى قد بدأت للتو في التكون. الفوتونات الوحيدة التي كانت موجودة في هذا الوقت هي تلك التي تم إنشاؤها نتيجة إعادة التركيب (المرئية مثل CMB) وتلك التي تم إطلاقها بواسطة ذرات الهيدروجين المحايدة - المرئية كإشعاع 21 سم.
باختصار،رومانستكون قادرة على دراسة المجرات الأولى في الكون عندما كانت لا تزال في طور التكوين. يمكن أن يوفر المرشح الجديد وسيلة أخرى لقياس معدل تمدد الكون ، والمعروف باسم ثابت هابل . سيكون هذا ممكنًا من خلال دراسة النجوم المتغيرة ، مثل متغيرات Cepheids و RR Lyrae ، والتي من المعروف أنها تضيء وتخفت بشكل دوري.
من خلال مقارنة السطوع الجوهري لهذه النجوم مع سطوعها الظاهري من الأرض ، يمكن لعلماء الفلك تحديد بعدهم. لهذا السبب ، يبحث علماء الفلك عن هذه النجوم في العناقيد والمجرات البعيدة كطريقة لقياس المسافة والمعدل الذي تتحرك به بعيدًا عنا.
بمقارنة حركة المجرات الأقرب إلى مجرتنا وتلك التي تبعد بلايين السنين الضوئية ، يستطيع علماء الفيزياء الفلكية وضع قيود على المعدل الإجمالي للتوسع. بفضل إدخال المراصد مثلتلسكوب هابل الفضائي، تمكن علماء الفلك من رؤية الكون لمسافة أبعد (وبالتالي ، في الزمن الماضي). ما أظهره هذا هو أنه منذ 3 مليارات سنة ، تسارع معدل التوسع.
من خلال مراقبة نجوم Cepheid و RR Lyrae في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، سيتمكن العلماء من قياس المسافات الكونية بدقة أكبر. وهذا بدوره سيوضح التناقضات التي أحدثتها القياسات السابقة لثابت هابل. مثل ماكنري تلخيص :
'إن تعزيز رؤية رومان في الأشعة تحت الحمراء يوفر لعلماء الفلك أداة جديدة وقوية لاستكشاف كوننا. باستخدام الفلتر الجديد ، سنقوم باكتشافات على مساحة شاسعة ، من المجرات البعيدة إلى جوارنا المحلي '.
قراءة متعمقة: ناسا
