گفت و گوي توفيق حيدرزاده با جي پساكاف (پاساخوف)
مصاحبه گر: دكتر توفيق حيدرزاده مدرس تاريخ علم در دانشگاه كاليفرنيا در ريورسايد
جي مايران پساكاف (كه نام او را در ايران معمولاً پاساخوف تلفظ مي كنند) اخترشناس آمريكايي، استاد اخترشناس كالج ويليامز در ماساچوست و قهرمان رصد كسوف است. تا به حال 51 كسوف را با تجهيزات گوناگون نجومي از زمين و آسمان رصد كرده و ده ها كتاب و بيش از 250 مقاله حاصل مطالعات او بوده است (وبگاه او را در اين جا ببينيد: http://wen.williams.edu/astronomy/people/jpassachoff)
پساكاف دوره هاي كارشناسي، كارشناسي ارشد، و دكتري خود را در دانشگاه هاروارد گذرانده و در مؤسسه هاي نام آوري مانند مركز اخترفيزيك هاروارد- اسميتسوني، مؤسسه ي فناوري كاليفرنيا (كلتك)، رصدخانه ي اخترفيزيكي اسميتسوني، و مؤسسه اخترفيزيك پاريس به تدريس پرداخته است.
چندي پيش در مؤسسه كلتك فرصت آن نصيبم شد كه با استاد پساكاف ملاقات كنم و اين مصاحبه حاصل بخشي از گفت و گوي ماست:
بعد از اين همه رصد كسوف، چه انگيزه اي باعث مي شود دوباره با آن همه تجهيزات كسوف مشابه ديگري را رصد كنيد؟
من اين سؤال را هميشه پاسخ مي دهم. يكي از كارهاي من در مقام پژوهشگر و مسئول مطالعات مربوط به كسوف در انجمن بين المللي نجوم اين است كه چه پژوهش هاي جديدي در هر كسوف انجام مي شود. هر كسوف فرصتي استثنايي به دست مي دهد كه درباره ي پديده هاي خورشيدي پژوهش انجام بدهيم. البته ما اكنون چندين ماهواره ي فضايي داريم كه تاج خورشيدي را به صورت هاي مختلف بررسي مي كنند؛ به ويژه در بخش فرابنفش و پرتو ايكس طيف. ولي رصد كسوف از زمين مزيت هايي دارد كه ماهواره ها ندارند. در واقع ماهواره نمي تواند همه ي آن كارهايي را انجام بدهد كه ما از روي زمين مي توانيم انجام بدهيم. ابزارهاي نصب شده بر ماهواره ها بر فناوري استوارند كه سال ها پيش از استفاده ي آن ها درست شده اند. برعكس، در رصدهاي زميني مي توان از آخرين مدل تجهيزات رصدي بهره برد. در رصدهاي زميني كسوف مي توان از تلسكوپ هايي بزرگ تر از آنچه در ماهواره ها قرار دارد استفاده كرد. افزون بر همه ي اين ها مأموريت هاي زميني براي رصد كسوف بسيار كم هزينه تر از ارسال ماهواره به فضا تمام مي شود و گروه هاي متعددي در مسير كسوف مقدار بسيار زيادي داده ي رصدي توليد مي كنند.
دو سال پيش، در سال جهاني نجوم، مجله ي نيچر از من خواست كه در مقاله اي تحقيقات انجام شده در رصدهاي كسوف را جمع بندي كنم. مشابه همين جمع بندي را، البته به تفصيل، براي مجله چيني ريسرچ اين استرونومي اند استروفيزيكس (Research in Astronomy and Astrophysics) انجام دادم. اگر بخواهم خلاصه اي از اين مطالعات مربوط به كسوف را بيان كنم بايد اول اشاره كنم كه گرچه تلسكوپ هاي نصب شده بر ماهواره ها جنبه هاي متنوعي از تحقيق درباره ي تاج خورشيدي را پوشش مي دهند ولي تا آينده اي نه چندان نزديك بررسي جنبه هاي ديگري از تاج خورشيدي فقط از روي زمين و حين كسوف هاي كامل ميسّر خواهد بود. مثلا ابزار تاج نگاري نظير آنچه آزمايشگاه پژوهشي نيروي دريايي آمريكا در رصدخانه ي خورشيدي و خورشيد كره اي اَسا (سوهو) نصب كرده و در سال 1995/1374 به فضا پرتاب كرده است براي تصويربرداري مناسب مجبور است نه تنها نور سپهر بلكه منطقه ي قابل ملاحظه اي در اطراف آن را بپوشاند. اين نواحي دقيقاً مناطقي هستند كه در هنگام كسوف كامل مي توان با تلسكوپ هاي زميني رصدكرد. در نتيجه با تلفيق عكس هايي كه از زمين و فضا گرفته مي شود مي توان گستره ي كامل تاج خورشيدي را، از خاستگاه آن بر سطح خورشيد تا بخش هاي پاييني و مياني و بيروني تاج، آشكار كرد. از بزرگترين مشكلات عكس برداري با قدرت تفكيك بالا از تاج خورشيدي حين كسوف يكي آشفتگي جوّ زمين و ديگري اختلاف بسيار زياد نورانيت در گستره ي تاج است. درخشندگي تاج در لبه ي خورشيد تقريباً هزار برابر درخشندگي آن در فاصله ي دو شعاع خورشيدي از لبه است. بنابراين، هيچ فيلم يا آشكارساز الكترونيكي نمي تواند تصوير مطلوبي از كل تاج روي يك كادر فيلم بگيرد. يك روش براي كاهش نورانيت تاج استفاده از فيلترهاي خاصي به نام فيلتر خنثي (ND) است كه قسمتي از آن قطر خورشيد را مي پوشاند و شدت آن به تدريج در قسمت هاي بيروني كاهش مي يابد. مثلاً پژوهشگراني از جمهوري چك تصويرهاي بسيار مناسبي به اين روش گرفته و تحليل كامپيوتري كرده اند و به اين تريتب تصاوير گروه هاي ديگر، از جمله برخي از عكس هاي من را، با اين تحليل كامپيوتري بهتر كرده اند. ما اين تصاوير را با تصاوير سوهو، كه در طول موج فرابنفش و از فاصله ي فراتر از 1/8 شعاع خورشيدي گرفته شده اند، مقايسه مي كنيم.
مي دانيد كه تاج خورشيد بسيار داغ است. در حالي كه ميانگين دماي نورسپهر 5800 كلوين است دماي تاج به ميليون ها درجه مي رسد. طبعاً اين سؤال پيش مي آيد كه وقتي دماي سطح خورشيد- يعني سرچشمه اين جريان هاي تاجي - آن قدر پايين است تاج خورشيد با چه ساز و كاري آن چنان داغ مي شود؟ رصد خورشيد هنگام كسوف، كه عكس برداري از تاج خورشيدي را ميسر مي كند، داده هايي را در اختيار ما مي گذارد كه بتوانيم درباره ي علت هاي داغ شدن تاج مدل سازي كنيم.
در حال حاضر نظريه هاي رايج درباره داغ شدن غيرعادي تاج چيست؟
تاكنون چند نظريه در اين باره ارائه شده اند. مدت ها تصور مي شد كه امواج صوتي انرژي كافي براي داغ كردن تاج فراهم مي كنند ولي اين نظريه بعد از رصدهايي كه ماهواره ها در سال هاي دهه ي 1970/1350 انجام دادند كنار گذاشته شد. نسل جديد نظريه ها عمدتاً موج هاي پديد آمده در ميدان مغناطيسي تاج را منشأ افزايش دماي تاج مي دانند اما اين كه اين موج هاي آلوين هستند يا امواج مغناطيسي هنوز مورد بحث است. نظريه ي ديگري هم شراره هاي بسيار كوچك ولي مداوم در سطح خورشيد را عامل دماي زياد تاج خورشيد قلمداد مي كنند. در هر كسوف گروه هاي متعددي با تجهيزات رصدي گوناگون سعي مي كنند تصاويري در طول موج هاي مناسب بگيرند يا روش هاي متنوعي را در تصويربرداري به كار بگيرند كه داده هاي حاصل آن ها را در ارزيابي اين يا آن نظريه ياري دهد. مثلاً، همان طور كه پيش تر گفتيم، راسين و همكارانش از جمهوري چك تصويربرداري با تفكيك بسيار بالا انجام مي دهند و با تحليل كامپيوتري تعداد زيادي تصوير، جزيئات تاج خورشيدي را آشكار مي كنند. گروه ما در كالج ويليامز تاج را در دو طول موج رصد كرده است تا افت و خيز چگالي تاج را، در حالي كه اثر جريان هاي جوّي زمين حذف شده است، آشكار كند. اندازه گيري هاي سريع و پي در پي ما در 10 هرتز قادر به آشكارسازي افت و خيزهاي يك هرتزي شده و سهم مؤثري در بررسي لرزه شناسي تاج خورشيدي داشته است. تجهيزاتي كه ما در آشكارسازي نوسان هاي تاج به كار گرفتيم به مراتب دقيق تر و پيچيده تر از ابزارهايي بوده است كه قبلاً استفاده مي شد. نتايج ماحاكي از آن است كه امواج هيدروديناميكي مغناطيسي ممكن است يكي از عوامل داغ شدن تاج باشند.
همچنين گروهي از اخترشناسان انگليسي آزمايش هاي مشابه گروه ما انجام داده اند. گروه هاي ديگري تاج را در طول موج هاي فروسرخ و فرابنفش رصد مي كنند و هر كدام طرح هاي جديدي براي نحوه ي رصد كسوف بعدي پي مي ريزند.
از ميان اين نظريه هايي كه درباره ي داغ شدن تاج خورشيد ارائه شده كدام يك مقبوليت بيشتري دارد و آيا رصدهاي شما سهمي در تأييد آن نظريه داشته است؟
پيشرفت ما در شناخت خورشيد هم گام با پيشرفت در ساخت ابزارهاي جديد بوده كه توانايي هاي ما را افزايش داده اند. در سال هاي دهه 1970/1350 ما طيف تاج را مي گرفتيم و با آشكار كردن خطوط داراي يونيدگي بالا گستره ي تاج را تشخيص مي داديم. در كسوف سال 1977/1356 گروه ما براي نخستين بار خطوط فروسرخ حاصل از آهن دوازده بار- يونيده يا آهن 13 (چون آهن در حالت خنثي آهن 1 است) را به طور مطلوبي رصد كرد. در سال هاي دهه 1980/1360، ما يك طيف سنج سيليكون - ويديكون به كار برديم كه نه تنها حساسيت اندازه گيري فروسرخ را بيشتر كرد بلكه ما را قادر كرد كه زمان نوردهي را در مقايسه با دستگاه هاي قديمي كوتاه تر كنيم. در كسوف دهه ي 1990/1370 و كسوف سال 2001/1380 با استفاده از ابزارهاي با حساسيت بالا و يك دوربين سي سي دي ويژه به دنبال آشكارسازي نوسان هاي حلقه هاي تاجي با تناوب يك ثانيه بوديم. رصدهاي ما به كشف شواهدي انجاميد كه نشان مي دهند اين نوسان هاي كوتاه دوره در امواج مغناطيسي به جاي اين كه در بدنه ي اين حلقه هاي تاجي اتفاقي بيفتد در پوسته ي آن ها رخ مي دهند. در كسوف هاي اخير گروه ما رصدهاي خود را بر تصويربرداري با تفكيك بالا متمركز كرده است تا تفاوت هاي عوارضي مانند برآمدگي هاي تاجي و پرتاب جرم تاجي را آشكار كند. در كسوف سال 2011/1389 ، ما حتي پرتاب جرم تاجي را از دو پايگاه پولينزياي فرانسه و جزيره ي ايستر رصد كرديم و توانستيم اين رصدها را با مطالعات تاج نگارهاي ماهواره هاي خورشيدي از جمله سوهو، استريو، و اس دي اُ مقايسه كنيم.
به هر حال، اگر بخواهيم خلاصه كنيم بايد بگويم كه در هر كسوف ما مقدار بسياري داده به دست مي آوريم و تحليل اين داده ها مدت ها طول مي كشد. هر سال ابزارهاي ما پيشرفته تر مي شوند و با تحليل داده هاي قبلي و بررسي نتايج آن ها با تجهيزات بهتري به رصد كسوف هاي بعدي مي پردازيم.
آيا كسوف هاي خاصي بوده اند كه از نظر تاريخي بسيار شاخص باشند؟
البته در هر كسوف ما رصدهاي جديدي مي كنيم و دانش مان از خورشيد و تاج آن بيشتر مي شود. ولي كسوف هايي بوده اند كه بنا به علت هايي شهرت تاريخي يافته اند. مثلاً همان طور كه مي دانيد كسوف سال 1715 ميلادي، در اروپا ديده شد، نخستين كسوفي بود كه مسير گرفت در آن پيش بيني شده بود. ادموند هالي مسير گرفت را محاسبه كرد و گرچه مسير واقعي كسوف چند ده كيلومتر متفاوت بود، كسوف 1715 را مي توان سرآغاز دوران مدرن رصد كسوف دانست. يا كسوف جولاي 1851 كه براي نخستين بار در كونيگزبرگ آلمان از كسوف و تاج خورشيد عكس برداري شد. يا با مطالعه ي طيف نگاشتي فام سپهر خورشيد در سال 1868 عنصر هليوم كشف شد كه تا آن زمان ناشناخته بود. همچنين كسوف ماه مه 1919 را مي توان نام برد كه طي آن سِر آرتور ادينگتون با اندازه گيري مكان ستاره هاي مجاور خورشيد حين كسوف و مقايسه ي آن با اندازه گيري هاي قبلي درستي نظريه ي نسبيت عام اينشتين را به اثبات رساند.
حين كسوف، از منجمان حرفه اي كه بگذريم، هر كسي به فراخور امكاناتي كه دارد كسوف را رصد مي كند؛ برخي عكس مي گيرند، برخي از پشت تلسكوپ فيلتر دار خورشيد را نگاه مي كنند و برخي ديگر كه نه تلسكوپ دارند و نه دوربين تكه اي فيلتر مايلار يا فيلتر جوشكاري پيدا مي كنند و محو تماشاي كسوف مي شوند. چه كارهاي ديگري - به ويژه آماتورها- مي توانند بكنند؟
وقتي از كسوف عكاسي مي كنند، به ويژه آماتورها، خيلي خوب است كه در گستره ي وسيعي از نوردهي ها عكاسي را انجام دهند. زيرا نواحي روشن و تاريك بخش هاي مختلف خورشيد در يك نوردهي ثبت نمي شود. همچنين خوب است كه مثل حرفه اي ها «فريم هاي تاريك» هم بگيرند؛ يعني مجموعه اي از فريم هايي با درپوش بسته ي لنز در همان گستره ي نوردهي ها. مي توان اين بخش را پس از پايان عكاسي كسوف انجام داد. هدف اين است كه نويزهاي ايجاد شده در هر فريم عكس به صورت جداگانه روي فريمي تاريك ثبت شود. به اين ترتيب، مي توان عكس ها را بعداً تحليل كرد و اثرات الكترونيكي دوربين (يا نويزها) را از داده هاي عكس ها كم كرد و به عكسي با ارزش بالاي علمي رسيد.
يكي ديگر از كارهايي كه مي شود انجام داد اندازه گيري تأثير تاريكي كسوف بر دماي زمين است. در كسوف سال 2009/1383، كه در چين ديده مي شد، ما همكار هواشناسي داشتيم كه وسيله اندازه گيري دما را طوري تعبيه كرده بود كه دماي زمين را در فواصل 10 سانتي متر زير خاك، 10 سانتي متر بالاي خاك، و 20 متر بالاي سطح زمين با فواصل كوتاه زماني كوتاه اندازه مي گرفت، و ثبت مي كرد.
كار ديگري كه آماتورها مي توانند بكنند مشاهده ي پديده هاي طبيعي در حين كسوف است. مثلاً در هنگام كسوف پرنده ها به لانه هايشان مي روند و احشام به پناهگاه شان. البته ما درباره ي اين پديده ها خيلي مي خوانيم ولي تعدادشان اندك است.
استاد پساكاف! خيلي ممنون از اين كه به من وقت داديد تا اين مصاحبه را انجام بدهم. همچنين از عكس هايي كه در اختيار ماهنامه ي نجوم گذاشتيد بسيار سپاسگزارم.
منبع: ماهنامه نجوم، شماره 206.
