تلسكوب ناسا الروماني: كيف سيرسم خليفة جيمس ويب الكون بكميات هائلة من البيانات

يواصل تلسكوب جيمس ويب الفضائي الكشف عن جمال الكون وغموضه منذ تسليم صوره الأولى في يوليو من العام الماضي – لكن مهمة نشر التلسكوب الفضائي الكبير التالي جارية بالفعل.

سيكون تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي هو التلسكوب الفضائي الكبير التالي الذي سيتم إطلاقه بعد نشر أحدث تلسكوب ناسا ، والذي كان هو نفسه خليفة تلسكوب هابل الذي لا يزال نشطًا.

وقال أحد علماء وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) الذين يعملون في المشروع ليورونيوز نكست إن إطلاق رومان سوف يفتح “عصرًا جديدًا لعلم الفلك”. ستجمع بيانات أكثر من أي مهمة أخرى تابعة لناسا تم إطلاقها من قبل ، وتحاول الإجابة على بعض أكبر الأسئلة في الفيزياء الفلكية.

أوضح ماركو سيرياني ، مدير تطوير العمليات العلمية في وكالة الفضاء الأوروبية والذي يعمل في المشروع مع وكالة ناسا ، أنه من المقرر إطلاقه بحلول عام 2027 على أبعد تقدير ، سيكون قادرًا على التقاط “رؤية أكثر بانورامية للكون والسماح بمزيد من الدراسات الإحصائية”.

أثناء مهمة تقودها وكالة ناسا ، تساهم وكالة الفضاء الأوروبية ببعض التكنولوجيا والخبرة في المهمة ، مقابل الوصول إلى الكمية غير المسبوقة من البيانات التي ستقدمها.

وإليك نظرة على ما يمكن توقعه من تلسكوب ناسا الفضائي الكبير القادم.

كيف سيختلف رومان عن هابل وجيمس ويب؟

في حين أن Hubble و Webb جيدان للغاية في التكبير للحصول على نظرة مفصلة على أجزاء صغيرة من السماء ، سيكون لدى Roman مجال رؤية أوسع بكثير.

سيكون قادرًا على إنشاء صور بالأشعة تحت الحمراء أكبر بـ 200 مرة من هابل مع توفير نفس المستوى الغني من التفاصيل مع مرآته ذات الحجم المماثل بقطر 2.4 متر.

وقال سيرياني إنه في حين أنه سيكون قادرًا على إنتاج صور “رائعة” ، والتي اعتدنا عليها من هابل وويب ، فإنه سيكون بشكل أساسي “تلسكوبًا مخصصًا للمسوحات”.

“من أجل البحث عن عدد النجوم في مجرة ​​قريبة ، وهو عدد كبير جدًا بالنسبة لمجال رؤية هابل ، يتعين علينا خياطة وعمل فسيفساء من لقطات مختلفة جدًا. باستخدام الطريقة الرومانية ، يمكننا التقاط صورة للمجرة الكاملة في طلقة واحدة “.

على سبيل المثال ، تم وضع “فسيفساء” حديثة لمجرة أندروميدا المجاورة لنا مع 400 صورة فردية التقطها هابل. وسوف يتمكن رومان من رسم نفس الصورة الكبيرة بنفس المستوى من التفاصيل باستخدام صورتين فقط. وهذه الصور الأكبر بكثير تعني سيتم جمع كمية غير مسبوقة من البيانات.

أوضح سيرياني: “فقط لإعطائك فكرة ، خلال 30 عامًا من تشغيل هابل ، جمعنا ما يقرب من 170 تيرابايت من البيانات”. “بالنسبة إلى Webb ، نتوقع أن يكون لدينا في غضون خمس سنوات 1000 تيرابايت. وعلى مدى 5 سنوات من العمر الافتراضي للرومان ، نتوقع أن يكون لدينا 20000 تيرابايت”.

في النهاية ، ستجمع بيانات عن بلايين المجرات لإنشاء “نموذج ثلاثي الأبعاد للكون”.

الرد على الألغاز الكونية

من خلال هذه الرؤية البانورامية للكون ، تأمل ناسا وشركاؤها في الإجابة على بعض أكبر الأسئلة التي تواجه الفيزياء الفلكية.

يتمثل أحد الأهداف في اختبار نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين ، والتي تم اختبارها جيدًا مقابل مقياس نظامنا الشمسي على سبيل المثال ، ولكن بدرجة أقل على المقاييس الكونية الأكبر.

يجب أن تبطئ المادة المرئية داخل الكون ، وفقًا للنظرية ، من توسع الكون ، لذلك يعزو العلماء سرعة تمدد الكون إلى عنصر غامض – الطاقة المظلمة – التي يعتقدون أنها تشكل ما يقرب من 68 في المائة من الكون. .

سيعطينا Roman بيانات يمكنها قياس موقع ومسافة ملايين المجرات بدقة وستساعدنا على فهم معدل توسع الكون في مناطق مختلفة.

في النهاية ، ستخبرنا النتائج ما إذا كانت نظرية أينشتاين في الجاذبية بحاجة إلى تعديل.

تعداد الكواكب الخارجية

من أهم أهداف رومان الأخرى اكتشاف الآلاف من الكواكب الخارجية الجديدة داخل مجرتنا ، باستخدام تقنية تسمى العدسة الدقيقة الجاذبية.

“إذا اصطف نجمان مع بعضهما البعض ، فإن النجم الموجود في المقدمة سيشوه ويكبر ضوء النجم الموجود خلفه. وإذا كان للنجم الموجود في المقدمة كوكب ، فسنرى تأثير ذلك الكوكب على ضوء النجم الموجود خلفه. قال سيرياني.

وأضاف أنه بالنظر إلى أن رومان سيحسب مليارات النجوم ، فإنه سيوفر “إحصاءًا جيدًا للغاية لعدد النجوم التي سيكون لها كواكب خارجية”.

لن يكتشف الكواكب الخارجية الجديدة فحسب ، بل سيحمل رومان أداة رئيسية ثانية – تسمى كوروناجراف – والتي تهدف إلى تصوير الكواكب الخارجية القريبة من نجمها الأصلي. قال سيرياني: “هذه تقنية صعبة للغاية لأنه يجب قمع ضوء النجوم – فهو أكثر سطوعًا من الأجسام التي تريد دراستها ، الكوكب القريب”.

سيحاول التاج الروماني التقاط الكواكب الكبيرة المشابهة لكوكب المشتري مباشرةً ، وإجراء تصحيحات حية لتحسين جودة الصورة.

ستكون أداة توضيحية – وإذا ثبت أنها تعمل ، فستشكل الأساس للتقنية التي سيتم استخدامها في مراصد الفضاء المستقبلية التي ستحاول تصوير الكواكب الشبيهة بالأرض مباشرةً في المنطقة الصالحة للسكن لنجمها الأم.

مساهمة ESA في رومان

تساهم وكالة الفضاء الأوروبية بثلاثة أجزاء رئيسية من التكنولوجيا في البعثة الرومانية ، مقابل الوصول إلى البيانات والحصول على مقعد على الطاولة خلال المهمة.

ستوفر وكالة الفضاء “متعقبات النجوم” ، وهي تلسكوبات صغيرة في المركبة الفضائية تحدد باستمرار موقعها في السماء عن طريق تتبع النجوم. ثم ستوفر بطاريات للمساعدة في تشغيل المركبة الفضائية قبل نشر الألواح الشمسية.

وأخيرًا ، ستوفر أيضًا كاشفات للكوروناغراف على متن الطائرة.

علاوة على ذلك ، فإن مهمة ESA الخاصة لقياس توسع الكون والكشف عن المزيد عن الطاقة المظلمة ستطلق هذا الصيف.

سيقوم تلسكوب إقليدس الفضائي بجمع المعلومات التي ستكون بعد ذلك مكملة للبيانات التي جمعها رومان.

مثل مساهمة ESA في Roman ، تقدم NASA مساهمات صغيرة في مهمة Euclid أيضًا.