تلسکوپی زمینی برای کشف حیات فرازمینی
این تلسکوپ غولپیکر میتواند سیارات فراخورشیدی قابل سکونت و اسرار جهان ما را کشف کند.
پروژه «تلسکوپ غولپیکر ماژلان»(GMT) برای یک دوره حیاتی ۱۲ تا ۲۴ ماهه آماده میشود و مرحله نهایی طراحی آن در حال انجام است، زیرا تیم پشت این پروژه به دنبال بودجه بیشتر برای تحقق رویای تلسکوپ چند آینهای ۲۵.۴ متری است.
کنسرسیوم تلسکوپ غولپیکر ماژلان متشکل از ۱۶ دانشگاه و مؤسسه تحقیقاتی، اولین اجلاس خود را برگزار کرد. این اجلاس به عنوان راهی برای بهروزرسانی دانشگاهیان، رسانهها و عموم مردم در مورد چگونگی پیشرفت طراحی و ساخت تلسکوپ پس از پیشبرد رسمی پروژه به مرحله نهایی طراحی در تابستان ۲۰۲۵ توسط بنیاد ملی علوم (NSF) عمل کرد.
دنیل جاف(Daniel Jaffe)، رئیس کنسرسیوم GMT و رئیس سابق نجوم در دانشگاه تگزاس آستین در این اجلاس گفت: این یکی از آخرین مراحلی است که این پروژه باید قبل از در نظر گرفتن بودجه فدرال انجام دهد. در طول پنج سال گذشته، این تلسکوپ تمام بررسیهای مستقل و مورد نیاز فدرال را با موفقیت پشت سر گذاشته است. اکنون تمرکز فوری بر تکمیل موفقیتآمیز مرحله نهایی طراحی تا اواسط سال ۲۰۲۷ است. تلسکوپ غولپیکر ماژلان در سال مالی ۲۰۲۸ وارد آغاز مرحله ساخت و ساز در مقیاس کامل خواهد شد.
وی افزود: من معتقدم قابل توجهترین اکتشافاتی که GMT انجام خواهد داد، اکتشافاتی خواهند بود که ما هنوز حتی تصورشان را هم نکردهایم. هیچ کس نمیتواند بگوید چه چیزهایی پیدا خواهیم کرد.
«تلسکوپ غولپیکر ماژلان»(GMT) یکی از سه تلسکوپ تقریباً در کلاس ۳۰ متری است که باید در دهه ۲۰۳۰ به صورت آنلاین راهاندازی شود. «تلسکوپ بسیار بزرگ»(ELT) که توسط رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی در حال ساخت است، در حال حاضر در حال ساخت و ساز در مقیاس کامل است و تلسکوپ ۳۹ متری آن باید اولین تلسکوپی باشد که در سال ۲۰۲۹ به بهرهبرداری میرسد.
پیچیدگیهای ساخت GMT
برای GMT و یک تلسکوپ عظیم نسل بعدی دیگر به نام «تلسکوپ سی متری»(TMT)، وضعیت پیچیدهتر است. هر دو تلسکوپ آمریکایی هستند که حداقل تا حدی توسط NSF تأمین مالی میشوند. با این حال، در سال ۲۰۲۴، NSF بودجه تلسکوپ غولپیکر خود را به ۱.۶ میلیارد دلار محدود کرد که برای تأمین کامل بودجه هر دو رصدخانه کافی نیست. این امر باعث شده است که هر دو پروژه به دنبال کمکهای مالی خصوصی و خارجی باشند.
جاف فاش کرد که تاکنون بیش از یک میلیارد دلار توسط شرکای آن در پروژه GMT سرمایهگذاری شده است.
وی افزود: این کمکها که عمدتاً توسط خیرین و حامیان در سراسر جهان امکانپذیر شده است، ۴۰ درصد از اجزای تلسکوپ را قادر ساخته تا در مرحله ساخت و مونتاژ فعال باشند.
در قله کوه «لاس کامپاناس» در ارتفاع ۲۴۰۰ متری از سطح دریا در صحرای آتاکامای شیلی که از آسمانی تاریکتر و پایدارتر از تقریباً هر جای دیگری در جهان برخوردار است، پایههای GMT حفر شده و جادهها، تأسیسات و سازههای پشتیبانی در محل قرار گرفتهاند.
مهندسان شرکت «Ingersoll Machine Tools» در حال ساخت پایه عظیمی هستند که هفت آینه اصلی ۸.۴ متری، هفت آینه ثانویه یک متری و ابزارهای علمی را در خود جای خواهد داد. این پایه پس از اتمام، ۳۹ متر ارتفاع (به طور تصادفی به اندازه کل آینه ELT) و ۲۶۰۰ تن وزن خواهد داشت. این پایه آنقدر بزرگ است که شرکت مجبور شد یک فضای تولید و مونتاژ ویژه ۳۷۰۰ متر مربعی فقط برای قرار دادن آن بسازد.
در همین حال، آینهها یک طراحی نوری منحصر به فرد را تشکیل میدهند. هر دو تلسکوپ ELT و TMT با یک آینه عظیم که از قطعات زیادی که به هم متصل شدهاند، ساخته شدهاند، اما همانطور که در بند قبل ذکر شد، سطح بازتابنده اولیه GMT از هفت آینه بزرگ جداگانه تشکیل شده است که هر کدام کمی بزرگتر از آینه تلسکوپ سوبارو(Subaru) در هاوایی هستند. در واقع، آنها بزرگترین آینههای تلسکوپ تکی هستند که تاکنون ساخته شدهاند. در مقابل، آینههای اولیه تلسکوپهای ۱۰ متری «W.M. Keck» نه یک آینه تکی، بلکه از چندین قطعه ساخته شدهاند.
ربکا برنشتاین(Rebecca Bernstein)، دانشمند ارشد GMT گفت: این طرح مزایای متعددی دارد، از جمله اینکه چگونه به اپتیک تطبیقی تلسکوپ کمک میکند.
اپتیک تطبیقی توضیح میدهد که چگونه آینههای تلسکوپ میتوانند تغییرات جزئی در شکل خود ایجاد کنند تا چشمک زدن ستارهها توسط جو را خنثی کنند.
تلسکوپ GMT اساساً نسخه عظیمی از یک تلسکوپ بازتابنده است که ممکن است در حیاط خلوت خود استفاده کنید. در مورد تلسکوپهای آماتور، نور از آینه اولیه منعکس میشود و توسط یک آینه ثانویه کوچکتر به یک نقطه کانونی در چشمی منعکس میشود. در مورد GMT، هفت آینه اصلی توسط هفت آینه ثانویه کوچکتر که تغییر شکل میدهند، حمایت میشوند.
برنشتاین میگوید: آنها یک تغییر دهنده بازی هستند. آینههای ثانویه ساختارهای پیچیدهای با ضخامت ۲ میلیمتر و قطر یک متر دارند. به پشت هر آینه حدود ۷۰۰ آهنربای کوچک متصل است که توسط سیمپیچهای الکترومغناطیسی هل داده و کشیده میشوند تا آینهها بتوانند هزاران بار در ثانیه شکل خود را تغییر دهند تا لرزش جوی را از بین ببرند.
آن هفت آینه اصلی که به طور هماهنگ در کنار آینههای ثانویه و اپتیک تطبیقی کار میکنند، نگاههای جدیدی را به جهان خواهند آورد.
سیارات فراخورشیدی در منطقه قابل سکونت ستارگان دوردست، هدف کلیدی هستند. یک تاجنگار، نور یک ستاره را مسدود میکند و نور هر سیارهای را که در اطراف آن ستاره قرار دارد، جدا میکند و اندازهگیریهای طیفسنجی نور آن سیاره را توسط ابزاری به نام «یابنده زمین بزرگ کنسرسیوم GMT»(G-CLEF) امکانپذیر میسازد تا با آن به دنبال نشانههای زیستی در جو سیاره بگردند.
در انتهای دیگر این مقیاس، کل کهکشانها در جهان دوردست تحت بررسی دقیق قرار خواهند گرفت.
گوئن رودی(Gwen Rudie)، ستارهشناس مؤسسه علوم کارنگی در کالیفرنیا گفت: ما میدانیم که کهکشانها و ستارهها و سیارات درون آنها از ابرهای وسیعی از گاز که توسط گرانش به هم کشیده شدهاند، تشکیل میشوند. همانطور که ستارههای عظیم به ابرنواختر تبدیل میشوند، آن گاز را دوباره به بیرون میرانند و منجر به چرخهای از گاز میشوند که به درون فرو میرود، ستارهها را تشکیل میدهد و سپس دوباره پراکنده میشود.
وی افزود: این چرخه هنوز درک نشده است، زیرا دیدن گاز بسیار چالش برانگیز بوده است. GMT به ما امکان مطالعه کهکشانها در فواصل بسیار دور را میدهد، به این معنی که به گذشته، یعنی ۱۰ یا ۱۱ میلیارد سال پیش، زمانی که کهکشانها با سرعت بیشتری ستارهها را تشکیل میدادند، نگاه میکنیم.
رودی ادامه داد: این تلسکوپ با ایجاد اولین نقشههای گاز اطراف کهکشانهای منفرد، درک ما را متحول خواهد کرد. ما قادر خواهیم بود به قلب این کهکشانهای جوان نگاه کنیم تا مکانهای تولد و مرگ ستارهها را مستقیماً به این جریانهای گازی متصل کنیم.
با این حال، رودی که از پتانسیل این مشاهدات هیجانزده است، از چیزهای غیرمنتظرهای که GMT ممکن است پیدا کند، هیجانزدهتر است.
وی میگوید: من معتقدم قابل توجهترین اکتشافاتی که GMT انجام خواهد داد، اکتشافاتی خواهند بود که ما هنوز حتی تصورشان را هم نکردهایم. نمیتوان گفت چه چیزی پیدا خواهیم کرد.
با این حال، اگر طراحی و ساخت GMT تکمیل نشود، تمام این پتانسیل از بین خواهد رفت. حتی بودجه فدرال که امیدواریم توسط کنگره ایالات متحده اعطا شود، کافی نخواهد بود و جاف میگوید که این پروژه به دنبال گسترش کنسرسیوم ۱۶ عضوی فعلی و تشویق سرمایهگذاری خصوصی بیشتر برای تأمین بودجه تخمینی بیش از ۲ میلیارد دلار برای ساخت و بهرهبرداری از تلسکوپ است.
جاف میگوید: این امر منابع بیشتر و قدرت فکری بیشتری را برای پیشبرد اکتشافات به ارمغان میآورد و منجر به مشاهدات علمی در دهه ۲۰۳۰ میشود.
با کمی خوششانسی، هر سه تلسکوپ غولپیکر تا اواسط دهه ۲۰۳۰ به طور کامل تأمین مالی، ساخته و راهاندازی خواهند شد. این تلسکوپها با همکاری سایر رصدخانههای معتبر مانند «روبین» و تلسکوپ فضایی «جیمز وب»، نویدبخش تغییر درک ما از ستارگان، کهکشانها و پتانسیل حیات فراتر از زمین هستند.
