تلسکوناسورها

اگر يک سده ي پيش اخترشناسان حسرت کار با تلسکوپي به قطر يک متر در دل داشتند، امروزه منجمان در تب تلسکوپ هاي غول پيکر و عظيم الجثه اند؛ دست ساخته هاي بشري که ابعادي در حد دايناسورها دارند و بشر سوار بر آن ها تاريخ کيهان را در مي نوردد و به آغاز کيهان سفر مي کند؛ به زماني که نخستين ستاره ها زاده شدند.
تلسکوپ هاي فوق العاده بزرگ و فراپندار( Extremely Large Telescope) با قطر آينه ي بيش از 20 متر تا کمتر از يک دهه ي ديگر، مورد استفاده ي منجمان حرفه اي قرار خواهند گرفت. پس از مکث دو دهه اي منجمان روي تلسکوپ هايي با قطر نزديک به 10 متر- همچون تلسکوپ هاي کک، تلسکوپ بزرگ قناري، تلسکوپ بزرگ آفريقاي جنوبي و هابي-ابرلي و پس از آن که هابل طي دو دهه زيبايي کيهان را به رخ کشيد- حال چشمان بشر نو خواهند شد؛ هم رصدخانه هاي زميني و هم رصدخانه هاي فضايي.رصدخانه ي جيمز وب، تلسکوپ فضايي شش و نيم متري اي خواهد بود که تا چهار سال ديگر( يعني 1393/2014) جايگزين هابل خواهد شد. اما رصدخانه هاي زميني نيز گام هاي بعدي را برخواهند داشت؛ تلسکوپ 24/5 متري غول پيکر ماژلان، تلسکوپ 30 متري تي.ام. تي و تلسکوپ 42 متري فوق العاده بزرگ اروپا، جدي ترين پروژه هايي هستند که در سال هاي آتي منجمان به آن دل خوش کرده اند.
آنچه که پيداست شمار بي شماري از پرسش هاي امروزي اخترفيزيک دانان و کيهان شناسان بي پاسخ باقي مانده و تلسکوپ هاي فوق العاده بزرگ قرار است راهي باشند براي يافتن پاسخ اين پرسش ها. مواردي از قبيل اين که جو سياره هاي فراخورشيدي زمين گون چه ترکيباتي دارد، نظريه هاي موجود درباره ي انرژي تاريک چگونه توسعه مي يابند، نخستين ابرنواخترها در آغاز کيهان چه زماني ظهور پيدا کردند، چه زماني ستاره ها نخستين بار شکل گرفتند و ... همه از مجموعه پرسش هايي هستند که منجمان با تلسکوپ هاي عظيم الجثه در پي آن اند؛ پرسش هايي که گرچه روزي به پاسخ خواهند رسيد ولي خود اين پاسخ ها، ده ها پرسش بي پاسخ ديگر مطرح مي کنند. شايد آن روز ديگر زمين جايي براي سکونت اين تلسکوپ ها نباشد.

تلسکوپ غول پيکر ماژلان
 

تلسکوپ غول پيکر ماژلان، مجموعه اي از هفت آينه ي 8/4 متري در کنار هم است که تلسکوپي با آينه ي اصلي به قطر 24/5 متر را پديد مي آورد؛ اين رصدخانه قرار است در سال 1397/2018 به بهره برداري برسد. هرچه قطر آينه ي تلسکوپي بيشتر باشد، ميزان نورگيري اين تلسکوپ نسبت به تلسکوپ هاي کوچک تر از خود از توان دوم بيشتر مي شود. به همين سبب تلسکوپ 24/5 متري ماژلان دست کم 4 برابر نور بيشتر از تلسکوپ کک دريافت مي کند و با آن مي توان راحت تر سيارات فراخورشيدي را کاوش کرد و کم سوترين پرتوهاي ژرفاي کيهان را رصد کرد. يکي از آينه هاي تلسکوپ غول پيکر ماژلان در وسط و شش آينه ي ديگر در کنار آن قرار مي گيرند. شش آينه ي کناري نقطه ي کانوني خارج از محور دارند، بدين صورت که بايد به گونه اي تراش داده شوند که هر شش آينه به همراه آينه ي مياني، صفحه ي کانوني مشترکي را بسازند؛ به عبارتي ديگر شش آينه ي کناري از لحاظ شعاعي متقارن نيستند و در تراش آن ها اصلاحات اندکي لحاظ شده است. اين تلسکوپ و تمامي تلسکوپ هاي بزرگ و غول پيکر جهان از فناوري اپتيک سازگار بهره مي برند و خواهند برد؛ اپتيک سازگار، نام روش و ابزاري است براي کاهش اثر آشفتگي هاي جوّي.
اين تلسکوپ قرار است در مجموعه رصدخانه هاي لاس کامپاناس نصب شود؛ مکاني که دو تلسکوپ شش و نيم متري ماژلان، دو تلسکوپ 2/5 متري دوپونت و چندين تلسکوپ ديگر را نيز در دل خود دارد. رصدخانه ي لاس کامپاناس در 115 کيلومتري شمال از شمال شرقي لاسرنا شيلي قرار دارد. مکان رصدخانه ي لاس کامپاناس، به سبب هواي صافش در بيشتر شب هاي سال، شهرت جهاني دارد و علاوه بر اين به سبب خالي از سکنه بودن نواحي اطراف اين مکان نه فقط از لحاظ آلودگي جوي شرايط ايده آل دارد بلکه عاري از هر آلودگي نوري هم هست.
رصدخانه ي مؤسسه ي کارنگي واشينگتن و دانشگاه هاي شيکاگو، هاروارد، اي.اند.ام، تگزاس، آريزونا، تگزاس آستين، ملي استراليا، به همراه رصدخانه ي اخترفيزيکي اسميتسوني، انجمن نجومي مسئوليت محدود استراليا و مؤسسه ي دانش نجوم و فضاي کره ي جنوبي، عضو کنسرسيوم توسعه و تکميل و در مرحله ي بعد راهبري تلسکوپ غول پيکر ماژلان هستند.
تلسکوپ غول پيکر ماژلان در ارتفاع 2516 متري در عرض جغرافيايي 29 درجه ي نيم کره ي جنوبي، امواج 320 تا 25000 نانومتر را رصد مي کند. نوع اين تلسکوپ گرگورين و استقرار آن سمت-ارتفاعي خواهد بود؛ تلسکوپ هاي گرگورين داراي آينه ي اصلي مقعر تراش خورده به شکل سهمي و آينه ي ثانويه ي مقعر تراش خورده به شکل بيضي اند. به سبب اين که ميان آينه هاي تلسکوپ غول پيکر ماژلان خالي است و به سبب اين که تمام سطح آينه ها هميشه در حال نورگيري نيستند، در اصل تلسکوپ غول پيکر ماژلان، همچون تلسکوپي کار مي کند که آينه اي به قطر 21/4 متر دارد و فاصله کانوني اين تلسکوپ دو حالت 18 و 202/745 متر خواهد بود.

تلسکوپ سي متري( TMT)
 

همان طور که از نامش پيداست تي.ام.تي، تلسکوپي غول پيکر به قطر سي متر است. اين تلسکوپ قرار است در مجموعه ي رصدخانه ي ماناکيا( موناکي) هاوايي ساخته شود. ساخت تلسکوپ هاي غول پيکر به صورت يک تکه امري نشدني و غيرممکن است، به همين سبب در عمده ي اين تلسکوپ ها قطعات آينه ها به شکل شش ضلعي ساخته شده و در کنار هم قرار مي گيرند. تلسکوپ غول پيکر سي متري، از کنار هم قرار گرفتن 492 آينه ي کوچک تر 1/4 متري در کنار هم ساخته خواهد شد. اين تلسکوپ مجهز به سامانه ي اپتيک فعال ( Active Optic، که نبايد با اپتيک سازگار اشتباه گرفته شود) خواهد شد. اپتيک فعال، فناوري پيشرفته اي است که در حرکت محرک هاي هريک از آينه هاي تلسکوپ هاي غول پيکر به جاي حرکت کل مجموعه به صورت کلي. تلسکوپ هاي پنج يا شش متري، همچون تلسکوپ هيل در رصدخانه ي پالومار، بزرگ ترين تلسکوپ هايي اند که به صورت يک تکه ساخته شده اند و از آينه ي بسيار ضخيم بهره مي برند. تمامي تلسکوپ هاي مدرن امروزي به گونه اي بازتابي اند و همگي از آينه ي اصلي بهره مي برند؛ از آينه ي ضخيم به اين سبب استفاده مي شد که آينه در حرکت خود و همچنين در اثر گرانش تغيير شکل ندهد. ولي براي ساخت تلسکوپ هاي بزرگ تر و غول پيکر اين امر شدني نيست و راه چاره استفاده از آينه هاي مجزا و چيده شده در کنار هم است که هريک به محرکي فعال متصل اند. اپتيک فعال سعي مي کند شکل تلسکوپ را به حالت بهينه درآورد و در برابر تأثيرات عوامل محيطي همچون تأثيرات گرانش، باد و خطاي محور تلسکوپ و مشکلات اين چنيني مقابله کند.
ساخت تلسکوپ سي متري قرار است در سال 1397/2018 به پايان برسد، آن هم در جايي که بهشت منجمان حرفه اي جهان است؛ يعني قله ي ماناکيا در جزيره ي هاوايي در نزديکي استوا و در دل اقيانوس آرام. قله ي ماناکيا به سبب آلودگي نوري کم، ديد نجومي ( پارامتر ديد) خوب، رطوبت کم و قرار گرفتن بر فراز ابرهاي ارتفاع پايين و عمده ي رطوبت جو، هواي پاک و کم ابر و قرارگيري در نزديکي استواي زمين( عرض 19 درجه ي شمالي) به يکي از محبوب ترين نقاط جهان براي ساخت تلسکوپ هاي غول پيکر تبديل شده است. بر فراز قله ي ماناکيا محدوده اي به ابعاد دو کيلومتر مربع محدوده نجومي( Astronomy Precinct) نام گرفته است که در منطقه ي حفاظت شده علمي ماناکيا قرار دارد. اين محدوده ي نجومي، ميزبان بسياري از تلسکوپ هاي تراز اول جهان، همچون تلسکوپ هاي 10 متري دو قلوي کک، 8/3 متري سوبارو( 8/2 متر قابل نورگيري) و 8/1 متري جميني شمالي است. تيم مکان يابي اين تلسکوپ، در ابتدا سه نقطه در شيلي را به همراه ماناکياي هاوايي و سن پدرو مارتير مکزيک در فهرست خود قرار داده بودند. در نهايت فهرست به دو گزينه ي سررو آرمازونس در شيلي و قله ي ماناکياي هاوايي در دو نيم کره ي مختلف خلاصه شد. هيئت مديره ي تلسکوپ سي متري در 30 تير 1388، ماناکياي هاوايي را نسبت به گزينه ي دوم ترجيح داد. تصميم گيري نهايي درباره ي انتخاب مکان تلسکوپ سي متري ترکيبي از عامل هاي علمي، مالي، سياسي و حتي فرهنگي بود.
طرح اين تلسکوپ، نخستين بار در دهه ي 1370/1990 به نام تلسکوپ فوق العاده بزرگ کاليفرنيا مطرح شد، در سال هاي 1382 و 1383 ميلادي براي جذب شرکاي جديد و ادغام با طرح هايي همچون وي لات( VLOT) کانادا و جي.اس.ام.تي( GSMT)، نام پروژه به تلسکوپ سي متري، تغيير يافت.
انجمن دانشگاه هاي کانادا براي پژوهش در نجوم( ACURA)، مؤسسه ي فناوري کاليفرنيا( کلتک- Caltech) و دانشگاه کاليفرنيا( UC)، ساخت و راهبري تلسکوپ سي متري را برعهده دارند. علاوه بر اين در سال 1387، رصدخانه ي نجومي ملي ژاپن همکار پروژه شد؛ در سال 1388، آکادمي علوم رصدخانه هاي ملي چين( NAOC) و در سال 1389، سازمان پژوهش فضايي هند در مقام رصدگر به پروژه پيوستند. هزينه ي طراحي و ساخت اين تلسکوپ 970 ميليون دلار( نزديک به هزار ميليارد تومان) تخمين زده مي شود. تاکنون بخش قابل توجهي از اين هزينه به واسطه ي حمايت نهادهاي ملي و فرا ملي علمي کشورهاي مختلف از اين پروژه، که به بسياري از سؤال هاي بشر از ژرفاي کيهان پاسخ مي دهد و دريچه ي نويي را پيش روي ما مي گذارد، تأمين شده است. فاصله ي کانوني تلسکوپ سي متري 450 متر( نسبت کانوني 15) و بازه رصدي آن از 31 صدم تا 28 ميکرومتر( مرئي تا فروسرخ ميانه) است. استقرار اين تلسکوپ سمت-ارتفاعي خواهد بود؛ استقرار سمت-ارتفاعي کمک مي کند که تلسکوپ در کمتر از 5 دقيقه و با دقت 2 ثانيه ي قوس بين دو نقطه از آسمان جا به جا شود؛ زماني که تلسکوپ به جرم مورد نظر رسيد، تلسکوپ با دقت چند هزارم ثانيه ي قوس، جرم را دنبال خواهد کرد.

تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپا( E-ELT)
 

رصدخانه ي جنوبي اروپا تصميم به ساخت تلسکوپي به ابعاد 42 متر گرفته است. اين تلسکوپ به سبب رقابت با تلسکوپ غول پيکر ماژلان و تلسکوپ سي متري، قرار است تا سال 1397/2018 ساخته شود. تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپا از هزار قطعه آينه ي شش ضلعي در کنار هم ساخته خواهد شد. رصدخانه ي جنوبي اروپا، ششم ارديبهشت امسال، در ارتفاع 2701 متري سررو آرمازونس را مکان نصب تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپا اعلام کرد. سررو آرمازونس، کوهي است در شيلي که به طور ميانگين 350 روز در سال هواي صاف دارد. اين تلسکوپ از طرح پنج آينه اي ابداعي بهره مي برد و فاصله ي کانوني آن 420 تا 840 متر خواهد بود( بين نسبت کانوني 10 تا 20). برآوردها نشان داده است که هزينه ي ساخت اين تلسکوپ 960 ميليون يورو( حدود 1400 ميليارد تومان) خواهد بود. تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپا در ناحيه ي فروسرخ نزديک و مرئي آسمان را رصد مي کند و داراي استقرار سمت-ارتفاعي است.

سنگ بزرگ نشانه ي نزدن است
 

اروپا سال هاست که رؤياي تلسکوپ هاي فوق العاده بزرگ را در سر مي پروراند. از جغد( اُول -OWL) صد متري گرفته که به مرور به پروژه ي تلسکوپ 60 متري و بعد به پروژه ي يورو-50 تغيير کرد؛ برآورد هزينه هاي اوليه ي ساخت تلسکوپي به ابعاد صد متر نشان مي داد که هزينه ي سرسام آوري در حدود 1/5 ميليارد يورو (در حدود 2200 ميليارد تومان)برمي دارد. نتيجه آن شد که جامعه ي نجوم حرفه اي اروپا تصميم گرفت به جاي عملياتي کردن پروژه اي که در خيال هم به سختي مي گنجد، پروژه ي تلسکوپ فوق العاده بزرگ 42 متري را عملياتي کند. هيل در سال 1917 ميلادي تلسکوپ صد اينچي هوکر در رصدخانه ي مونت ويلسون را راه اندازي کرد و براي نخستين بار در تاريخ نجوم مدرن، ايالات متحده ي آمريکا را در بهره گيري از تلسکوپ نسبت به اروپا پيش انداخت. در بازه ي هفده ساله، از 1355 تا 1372/1967 تا 1993، تلسکوپ 6 متري بي.تي.اي-6، محصول مشترک اتحاد جماهير شوروي و چين بر فراز رشته کوه هاي قفقاز، برترين تلسکوپ جهان شد. تا اين که با تعمير تلسکوپ فضايي 2/4 متري هابل و همچنين آغاز به کار رصدخانه هاي کک با تلسکوپي به قطر ده متر، هر دو در سال 1372/1993، به يک باره ايالات متحده گوي رقابت را از باقي کشورها ربود. سرانجام اسپانيا در سال 2009 ميلادي، تلسکوپ بزرگ قناري را با تلسکوپي به قطر مفيد 10/4 متر افتتاح کرد، اما اين تلسکوپ فاصله ي اندکي با تلسکوپ هاي روز جهان دارد. قرار است تا هشت سال ديگر، در سال 1397، سه تلسکوپ فوق العاده بزرگ( قطر بيش از 20 متر) ساخته و آماده ي بهره برداري شوند. آن زمان اروپا گوهري را دارد که همچنان براي منجمان کشورهاي ديگر از جمله آمريکا يک رؤياست، تلسکوپي به ابعاد 42 متر؛ تلسکوپي که حدود دو برابر تلسکوپ سي متري توانايي نورگيري دارد. تلسکوناسور، نامي است خيالي و خودساخته براي تلسکوپ هايي در ابعاد دايناسورها که ما را به گذشته ي کيهان مي برند؛ به نزديکي زمان پيدايش کيهان و شايد روزي نشانه اي به دست بدهند از سياره ي فراخورشيدي خاص در نزديکي ما. اين تلسکوپ هاي فوق العاده بزرگ، سؤال هاي بسياري را پاسخ خواهند داد و بر آگاهي بشر مي افزايند، گرچه مي دانيم که رازهاي کيهان بي انتهاست:
آن کس که بداند و بداند که بداند
اسب شرف از گنبد گردون بجهاند (ابن يمين)
منبع: نجوم، شماره 201.