پنجره جدید کیهان؛ اسپیس ایکس تلسکوپ پرتو ایکس IXPE ناسا – زومیت را پرتاب کرد

یک تلسکوپ فضایی جدید به زودی درک ما از ماهیت سیاهچاله ها، ابرنواخترها و جهان را با افشای چشم اندازهای پنهان کیهان تغییر خواهد داد. اما نه، این تلسکوپی نیست که شما ممکن است به آن فکر کنید.

بیشترین توجه در حال حاضر بر روی تلسکوپ فضایی جیمز وب متمرکز شده است. این دستگاه که توسط ناسا و آژانس فضایی اروپا ساخته شده است، کمتر از دو هفته دیگر به فضا پرتاب خواهد شد. اما یک تیم اختصاصی از ستاره شناسان در روز پنجشنبه مشتاقانه سفر یک رصدخانه کوچک اما در حال تکامل در فضا را تماشا کردند.

به گزارش نیویورک تایمز، ساعت 9:30 صبح دیروز به وقت ایران، ناسا یک ماموریت کاوشگر تصویربرداری قطبش اشعه ایکس را بر روی موشک فالکون 9 اسپیس ایکس از مرکز فضایی کندی در فلوریدا پرتاب کرد. این فضاپیما با قیمت تنها 188 میلیون دلار، در مقایسه با جیمز وب 7.9 میلیارد دلاری تلسکوپ بسیار ارزانی است و انتظار می رود شکل جدیدی از نجوم را نشان دهد.

تلسکوپ IXPE برای اولین بار تصویربرداری قطبش اشعه ایکس را در مدار انجام خواهد داد. تکنیکی که می تواند بینش کاملاً جدیدی به ستاره شناسان بدهد. مطابق با توماس زوربوخنمدیر واحد ماموریت علمی ناسا، تلسکوپ جدید درباره برخی از عجیب ترین و هیجان انگیزترین اجرام فضایی به ما خواهد گفت.

تلسکوپ جدید ناسا با نام Mission Team Exupia پس از پرتاب در ارتفاع 547 کیلومتری از سطح زمین به فضا پرتاب شد. این تلسکوپ چند هفته آینده را صرف استقرار ابزارهای علمی و تجهیزات آزمایشی خواهد کرد و پس از آن یک ماموریت دو ساله انجام خواهد داد.

اشعه ایکس یک راه مفید برای مشاهده جهان است. این پرتوها از اجرام بسیار پرانرژی ساطع می‌شوند و به اخترشناسان اجازه می‌دهند تا پدیده‌های مختلفی مانند ابرنواخترها یا انفجارهای ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله‌ها را به گونه‌ای مطالعه کنند که طول موج‌های دیگر مانند نور مرئی قادر به انجام آن نیستند. اما از آنجایی که پرتوهای ایکس عمدتاً توسط جو زمین جذب می شوند، فقط می توان آنها را از فضا بررسی کرد.

تاکنون انواع دوربین های دوچشمی و تجهیزات اشعه ایکس به فضا پرتاب شده است. نمونه های اصلی شامل رصدخانه پرتو ایکس چاندرا ناسا و X-Imam-Newton آژانس فضایی اروپا است که هر دو در سال 1999 به فضا پرتاب شدند. با چنین فضاپیمایی، دانشمندان ماده مرئی را در محل تولد ستارگان در سحابی و ماده تاریک در خوشه های کهکشانی رها کرده اند.

استفاده از تصویربرداری قطبش اشعه ایکس، اشعه ایکس را از مدل های نسل قبلی متمایز می کند. اگر تا به حال از عینک های پلاریزه استفاده کرده اید، احتمالاً می دانید که از شکاف های نازکی برای جلوگیری از نور افقی استفاده می کنند. به جای چرخاندن آنها به طرف، نور عمودی را مسدود می کند. از همین اصل در قطبش اشعه ایکس استفاده می شود. این تکنیک به اخترشناسان اجازه می دهد تا حرکت جهتی ذرات پرتو ایکس را هنگام رسیدن مشاهده کنند و جهت میدان های الکتریکی و مغناطیسی پیشرو را بیابند. با این داده ها، ستاره شناسان می توانند اطلاعات بیشتری از پرتوهای ایکس ساطع شده از پدیده های اخترفیزیکی استخراج کنند.

فضاپیمای جدید به جای دیدن اشعه ایکس با یک دستگاه، از سه تلسکوپ مجزا تشکیل شده است. هر کدام دارای 24 آینه مرکزی به طول حدود چهار متر در انتهای بازو هستند که در هفته اول تلسکوپ به فضا باز خواهند شد.

با ورود اشعه ایکس، هر تلسکوپ توجه خود را بر روی سه آشکارساز در انتهای بازو متمرکز می کند. هر آشکارساز حاوی یک لایه 10 میلی متری هلیوم و گازی به نام دی متیل اتر یا DME است. این لایه پلاریزاسیون اشعه ایکس باقی مانده را به دلیل تأثیر گاز تشخیص می دهد.

مارتین وسکوپمحققان ارشد در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا می گویند قبلاً چندین تلاش برای ایجاد تصویری از قطبش پرتو ایکس در فضا انجام شده است. در سال 1971، Weiskopf در یک ماموریت آزمایشی موفقیت‌آمیز شرکت کرد که از یک موشک با عمق سنج برای نظارت بر قطبش پرتو ایکس فشرده سحابی خرچنگ در کهکشان ما استفاده کرد. گام بعدی تلاش برای پرتاب یک طیف قطبی پیشرفته تری به نام فضاپیمای Spectrum X به اتحاد جماهیر شوروی در دهه 1990 بود که به دلیل فروپاشی کشور شکست خورد.

IXP در یک مرکز آزمایش بال هوافضا در حال آزمایش است.

ویسکوپ می‌گوید: «ما مدت‌ها منتظر یک کمپین قطبی‌سازی بودیم. در سال 2017 صبر وسکوپوف و سایر محققان نتیجه داد. زمانی که ناسا iXapi را به عنوان بخشی از برنامه Small Probe انتخاب کرد. دو سال پس از پرتاب تلسکوپ پرتو ایکس جدید ناسا، بیش از 100 هدف جهانی از جمله سیاه‌چاله‌ها، ابرنواخترها و ستاره‌های بیگانه را رصد خواهد کرد.

یکی از اهداف تلسکوپ این است که به دور سیاهچاله های کوچکی بچرخد که ده برابر جرم خورشید ما هستند. قطبش اشعه ایکس قادر خواهد بود اثرات نسبیتی را که در نزدیکی این سیاهچاله ها رخ می دهد، بررسی کند. در این ناحیه، انتظار می رود فوتون های پرتو ایکس با حرکت در فضا-زمان، زاویه قطبش را تغییر دهند که به دلیل چرخش سیاهچاله به شدت منحنی شده است. آدام اینگرامستاره شناسان دانشگاه نیوکاسل در بریتانیا می گویند: برای اولین بار می توانیم این انحرافات را اندازه گیری کنیم.

IX همچنین به دنبال ستاره های نوترونی یا هسته های باقی مانده پس از فروپاشی ستارگان غول پیکر خواهد بود. دانشمندان به ویژه به ابرنواخترها (ستارگان نوترونی متحرک سریع) و ستارگان مغناطیسی (ستارگان بسیار مغناطیسی) علاقه دارند.

محققان امیدوارند با تمرکز بر ساختارهای مغناطیسی، آسیب‌ناپذیری قوانین فیزیک را کشف کنند. ایکسوپی قادر خواهد بود اثرات نزدیک این ستارگان به نام الکترودینامیک کوانتومی را مطالعه کند. جایی که میدان های مغناطیسی بسیار قوی باید سطوح بالایی از قطبش را در ذرات گسیل شده اشعه ایکس ایجاد کنند.

علاوه بر این، iXapi می تواند اطلاعات بیشتری در مورد لحظات پس از یک انفجار ستاره ای به ما بدهد. داده‌های فضاپیما نشان خواهد داد که چگونه مواد پیش‌بینی‌شده از یک ابرنواختر با سرعت بسیار بالا با یکدیگر برخورد می‌کنند و در عین حال با جو بین‌ستاره‌ای اطراف تعامل دارند.

ماموریت اصلی IXapi به مدت دو سال ادامه خواهد داشت. اما اگر ناسا این ماموریت را گسترش دهد، فضاپیما می تواند نزدیک به دو دهه دوام بیاورد. با گذشت زمان، ستاره شناسان می توانند اهداف دیگری مانند قوس *، سیاهچاله ای بزرگ در مرکز کهکشان را مطالعه کنند.

در مقایسه با تلسکوپ های فوق العاده مانند جیمز وب، IXP ممکن است ابزاری متوسط ​​به نظر برسد. اما تلسکوپ جدید دامنه تلاش‌های دانشمندان و روش‌های نوآورانه‌ای که برای اکتشاف جهان ما استفاده می‌شود را روشن می‌کند. ویسکوپوف می گوید که قطبش اشعه ایکس زمانی یک پنجره بسته به جهان بود که اکنون باز است و با این حال مجموعه ای از اسرار نامرئی کشف خواهد شد.