افتتاح تلسكوب مرآة سائل في الهند | علوم

تلسكوب فريد من نوعه يركز الضوء بوعاء يدور ببطء من الزئبق السائل بدلاً من المرآة الصلبة فتح عينه على السماء فوق الهند. تم بناء مثل هذه التلسكوبات من قبل ، ولكن التلسكوب الدولي السائل ذي المرآة السائلة (ILMT) الذي يبلغ عرضه 4 أمتار هو أول تلسكوب كبير تم تصميمه لغرض علم الفلك ، في نوع من جائزة مراقبي المواقع على ارتفاعات عالية – جائزة Devasthal التي يبلغ ارتفاعها 2450 مترًا مرصد في جبال الهيمالايا.

على الرغم من أن علماء الفلك يجب أن يرضوا أنفسهم من خلال النظر بشكل مستقيم فقط ، إلا أن الأداة التي تبلغ تكلفتها 2 مليون دولار ، والتي بناها اتحاد من بلجيكا وكندا والهند ، أرخص بكثير من التلسكوبات ذات المرايا الزجاجية. على مرمى حجر من ILMT هو التلسكوب البصري Devasthal البصري القابل للتوجيه (DOT) الذي يبلغ طوله 3.6 متر – تم بناؤه من قبل نفس الشركة البلجيكية في نفس الوقت – ولكن مقابل 18 مليون دولار. “غالبًا ما تكون الأشياء البسيطة هي الأفضل” ، هذا ما قاله مدير المشروع جان سورج من جامعة لييج. يقول بعض علماء الفلك إن المرايا السائلة هي تقنية مثالية لتلسكوب عملاق على القمر يمكن أن يعود إلى زمن النجوم الأولى للكون.

عندما يتم تدوير وعاء من الزئبق السائل العاكس ، يدفع الجمع بين الجاذبية وقوة الطرد المركزي السائل إلى شكل مكافئ مثالي ، تمامًا مثل مرآة التلسكوب التقليدية – ولكن بدون حساب صب مرآة زجاجية فارغة ، وطحن سطحها في قطع مكافئ ، وطلائها بألمنيوم عاكس.

كان حلم ILMT في الأصل في أواخر التسعينيات. تم تسليم الوعاء على شكل طبق والذي يحتوي على الزئبق إلى الهند في عام 2012 ، ولكن تأخر إنشاء حاوية التلسكوب. ثم وجد الباحثون أنه ليس لديهم ما يكفي من الزئبق. مع انتظارهم المزيد ، ضرب جائحة COVID-19 ، مما جعل السفر إلى الهند مستحيلاً. أخيرًا ، في أبريل ، قام الفريق بتعيين 50 لترًا من الزئبق الغزل ، مما أدى إلى تكوين طبقة مكافئة بسمك 3.5 ملم. بعد هذه الفترة الطويلة من الحمل ، “نحن جميعًا سعداء جدًا” ، كما يقول عضو الفريق بول هيكسون من جامعة كولومبيا البريطانية ، فانكوفر.

سترى المرآة الدوارة ، التي تحدق بشكل مستقيم ، رقعة من السماء مساوية لعرض القمر الكامل تقريبًا بينما يقوم دوران الأرض بمسحها عبر السماء من الغسق حتى الفجر. يقول هيكسون: “ما عليك سوى تشغيله وتركه يذهب”. تظهر الكائنات على شكل خطوط طويلة في الصورة ؛ يمكن إضافة وحدات البكسل المنفصلة معًا بعد ذلك لإنشاء تعرض طويل واحد. نظرًا لأن التلسكوب يرى تقريبًا نفس شريط السماء في الليالي المتتالية ، يمكن إضافة التعريضات من عدة ليالٍ معًا للحصول على صور شديدة الحساسية للأجسام الباهتة.

بدلاً من ذلك ، يمكن طرح صورة إحدى الليالي من الصورة التالية لمعرفة ما تغير ، وكشف عن أجسام عابرة مثل المستعرات الأعظمية والكوازارات ، القلوب المشرقة للمجرات البعيدة التي تتضاءل وتتلاشى عندما تلتهم الثقوب السوداء الهائلة المادة. يريد Surdej البحث عن عدسات الجاذبية ، حيث تعمل جاذبية المجرة أو العنقود المجري على ثني ضوء جسم بعيد مثل عدسة مكبرة عملاقة. يكشف قياس ILMT الحساس لسطوع الجسم عن كتلة مجرات العدسة ويمكن أن يساعد في تقدير معدل تمدد الكون. اقترحت دراسة أن ما يصل إلى 50 عدسة قد تكون مرئية في شريط السماء في ILMT.

تغطي تلسكوبات المسح التقليدية ، مثل مرفق زويكي العابر في كاليفورنيا ومرصد فيرا سي روبين القادم في تشيلي ، مساحة أكبر بكثير من السماء. لكن من غير المرجح أن يعودوا إلى نفس الرقعة كل ليلة للبحث عن التغييرات. يقول هيكسون: “نحن مجبرون على أن يكون لدينا مكانة متخصصة”. تتمتع ILMT بالقوة الإضافية للجلوس بجوار DOT ، وهي مجهزة بأدوات يمكنها فحص أي كائنات عابرة يكتشفها جارها المجاور بسرعة. يقول ديبانكار بانيرجي ، مدير معهد أرياباتا لأبحاث علوم المراقبة ، الذي يدير مرصد ديفاستال ، إن نهج فريق العلامات هذا “أكثر شمولاً ، وأكثر ثراءً من الناحية العلمية”.

إذا كان ILMT ناجحًا ، يقول Surdej أنه يمكن توسيع نطاق التكنولوجيا لبناء مرايا سائلة أكبر بكثير على القمر ، وهو موقع جذاب للتلسكوبات العملاقة في المستقبل لأنه أقل نشاطًا زلزاليًا من الأرض وليس له غلاف جوي. على الأرض ، فإن تأثير كوريوليس ، من دوران الكوكب ، من شأنه أن يشوه حركة الزئبق في المرايا التي يزيد حجمها عن 8 أمتار. لكن القمر يدور بشكل أبطأ ، مما يسمح بمرايا سائلة أكبر بكثير – وإن لم تكن من الزئبق. إنه ثقيل جدًا بحيث لا يمكن نقله إلى القمر ويتجمد في الليل ويتبخر أثناء النهار. ولكن منذ أكثر من عقد من الزمان ، أظهر رائد المرايا السائلة إيرمانو بورا من جامعة لافال أن “السوائل الأيونية” ، وهي أملاح منصهرة خفيفة الوزن ذات نقاط تجمد منخفضة ، ستتحمل ظروف القمر ويمكن جعلها عاكسة بطبقة رقيقة من الفضة.

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كلفت كل من وكالة ناسا ووكالة الفضاء الكندية بإجراء دراسات عن تلسكوبات ذات مرايا سائلة على سطح القمر ، لكنها لم تذهب إلى أبعد من ذلك. يأمل علماء الفلك أن يحفز الاهتمام الحالي باستكشاف القمر وعمليات الإطلاق الرخيصة التي تقدمها شركات الفضاء الخاصة مثل SpaceX على الانتعاش. في عام 2020 ، اقترح فريق من جامعة تكساس ، أوستن ، التلسكوب الكبير النهائي ، وهو مرآة سائلة بطول 100 متر من شأنها أن تحدق باستمرار في نفس البقعة من السماء لسنوات متتالية من أحد أقطاب القمر. يمكن لمثل هذا العملاق أن يجمع القطرات الباهتة من الفوتونات من النجوم الأولى التي أضاءت الكون ، حتى قبل وجود المجرات. يقول روجر أنجل ، صانع المرايا المخضرم من جامعة أريزونا ، إن هناك “مكانة فريدة لشركة كبيرة [liquid] مرآة تتجاوز ما يمكن للآخرين فعله “.