معرفی قوی ترین تلسکوپ های جهان

دستگاه های بزرگی که در ارتفاعات دور افتاده و بلند قرار دارند، برخی با آینه های بزرگ و بعضی با دیش های دریافت امواج رادیویی، به طور دقیق پوشیده شده اند. سطح بعضی از آن ها به یک کیلومتر مربع نیز می رسد. در گذشته پیش از آن که بدانیم تلسکوپ ها چگونه کار می کنند، به حرکت سیاره ها نگاه کرده و موقعیت ستارگان را اندازه گیری می کردیم. قبل از آن که گالیله، ستاره شناس ایتالیایی در سال ۱۶۰۹ تلسکوپ خود را به طرف آسمان بچرخاند و از این وسیله برای کشف اجرام آسمانی استفاده کند، همه مشاهدات نجومی با چشم غیر مسلح انجام می شد. چندین سال بعد تلسکوپ های قوی و بزرگ اختراع شدند. در ادامه مطلب به معرفی قوی ترین تلسکوپ های جهان خواهیم پرداخت.

آشنایی با قوی ترین تلسکوپ های جهان

همان طور که می دانید تلسکوپ های زمینی کاربرد بسیار محدودی دارند و می توانند قسمت کوچکی از طیف الکترومغناطیس را ببینند. به همین خاطر با پیشرفت علم در نیمه دوم قرن بیستم، تلسکوپ های فضایی نیز اختراع شدند. تلسکوپ فضایی هابل در نوع خود جزو قوی ترین تلسکوپ های جهان محسوب می شود. تلسکوپ های فضایی و زمینی قوی، به ما این امکان را دادند تا بتوانیم تشکیل سیاره ها را در اطراف ستاره های جهان مشاهده کنیم. در دنیا انواع مختلفی از تلسکوپ وجود دارد که برای تماشای گروه مختلفی از تابش های الکترومغناطیسی استفاده می شود. به عنوان مثال تلسکوپ های رادیویی، پرتو ایکس و نوری برای پیشرفت علم بسیار مفید و مهم بوده اند. برخی از قوی ترین تلسکوپ های جهان عبارتند از:

تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری (FAST)

از قوی ترین تلسکوپ های جهان می توان به تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری اشاره کرد. دانشمندان تصمیم گرفتند این تلسکوپ قوی را در گوئیژو چین دور از روستاها و شهرها بسازند تا تداخل دستگاه های الکترونیکی و تولیدکننده های امواج رادیویی مثل تلفن همراه ها کاهش پیدا کنند. ساخت فست در این مکان دور افتاده جزو چالش های بزرگ مهندسی به شمار می رفت. تلسکوپ فست از لحاظ طراحی به تلسکوپ آرسیبو که در سال ۲۰۲۰ تخریب شد، شباهت دارد. هر دو تلسکوپ دارای دیش بزرگی هستند که در داخل زمین ساخته شده اند و گیرنده های متحرک به طور معلق در بالای آن قرار دارند.

به یاد داشته باشید فست نسبت به آرسیبو، دیش عمیق تر و وسیع تری دارد و به کمک آن می توان قسمت های بیشتری از آسمان را رصد کرد. علاوه بر این سیگنال های ضعیف تر نیز شناسایی می شود. بخش هایی از دیش متحرک هستند و به فست امکان ردیابی اجرام در فضا را می دهند. تلسکوپ فست امواج رادیویی را از اجسام موجود در فضا جمع آوری کرده و به دنبال انفجارهای رادیویی سریع تر می گردد. ساخت فست از سال ۲۰۱۱ شروع شد و پنج سال طول کشید. این تلسکوپ در سال ۲۰۱۶ نخستین نور خود را دریافت کرد و سرانجام در سال ۲۰۲۰ به صورت کامل اجرایی شد.

تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی (SALT)

تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی یا  SALT، بزرگ ترین تلسکوپ نوری منفرد در نیمکره جنوبی کره زمین به شمار می رود. این تلسکوپ بخشی از رصدخانه نجومی آفریقای جنوبی است و در نزدیک شهر سارتلند در این کشور قرار گرفته است. SALT می تواند ستاره هایی را که از کم نورترین ستاره رویت پذیر برای چشم غیر مسلح، یک میلیارد بار کم نورتر هستند، تشخیص دهد. آینه اصلی SALT 11 متر قطر دارد و از ۹۱ قطعه ظریف و کوچک شش ضلعی ایجاد شده است که همه می توانند در یک راستا قرار بگیرند. زیرا عملکرد آن ها باید مثل آینه منفرد باشد و نور را به طرف یکی از ابزارهای علمی تلسکوپ متمرکز کند.

 SALT در زاویه ثابت ۳۷ درجه به طرف آسمان نشانه می رود. به بیان دیگر نمی تواند به طرف پایین و بالا حرکت کند و تنها می تواند چرخش دایره ای داشته باشد. این ویژگی، موجب می شود SALT از سایر تلسکوپ های قوی و بزرگ متمایز شود. SALT به جای بالا و پایین رفتن می تواند از سامانه ردیابی استفاده کند و در اطراف آینه اصلی حرکت می کند تا نور را از جرم هدف جمع آوری کند. ردیاب به SALT این امکان را می دهد تا بتواند نور را از ۷۰ درصد از آسمان شب بگیرد. از آنجایی که زمین در حال چرخش است، همه اجرام در نقطه ای از شب برای SALT قابل دیدن هستند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)

همه تلسکوپ های قوی و بزرگ که شناخت ما از کیهان را بالاتر برده اند، از نوع زمینی نیستند. جیمز وب جزو قوی ترین تلسکوپ های جهان محسوب می شود که سرانجام در دسامبر سال ۲۰۲۱ بعد از سال ها انتظار به فضا پرتاب شد. این تلسکوپ جایگاه مخصوصی در لیست ما دارد. JWST پروژه مشترک ناسا، آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا است که از نقطه لاگرانژی ۲ در فاصله حدودا ۱/۵ میلیون کیلومتری از زمین، می تواند کیهان را رصد کند. جیمز وب برای رصد دنیا در طول موج های فروسرخ طراحی شده و از آینه چند بخشی به قطر ۶/۵ متری استفاده کرده است. با این تلسکوپ امکان دیدن اجسام کوچک تر و کم نورتر نیز فراهم شده است. خوب است بدانید اولین مجموعه تصاویر جیمز وب در سال ۲۰۲۲ منتشر شد و توانست زیبایی های شگفت انگیزی از جهان را ارائه دهد.

تلسکوپ کک (Keck)

تلسکوپ کک کی از قوی ترین تلسکوپ های جهان محسوب می شود. ناحیه مائونا کیا در هاوایی میزبان چند تلکسوپ است که از این بین رصدخانه دبلیو ام کک جزو قوی ترین تلسکوپ های جهان به شمار می رود. Keck از دو تلسکوپ ساخته شده است و هر کدام آینه ای به قطر ۱۰ متر دارند. کار ساخت این دو تلسکوپ در سال های ۱۹۹۳ و ۱۹۹۶ به اتمام رسید. این تلسکوپ ها می توانند در نور مرئی و فروسرخ آسمان را رصد کنند. به یاد داشته باشید آشکارسازهای پیشرفته Keck می توانند نور هر دو تلسکوپ را به طور دقیق ترکیب کنند.

بخش های متحرک هر تلسکوپ دارای ۲۷۰ تن وزن است و هر کدام از آینه های اصلی ۱۰ متری از ۳۶ تکه شش ضلعی ساخته شده اند. موقعیت هر آینه را می توان به صورت ۴ میلیونم میلی متر به طور دقیق تنظیم کرد. سامانه ای به اسم اپتیک فعال دو بار در ثانیه می تواند این اصلاحات را انجام دهد. بهتر است بدانید هر دو تلسکوپ دارای اپتیک تطبیقی هستند. این وسایل و ابزارها تضمین کرده اند که Keck برای حدود ۲۰ سال جزو بهترین تلسکوپ های سراسر دنیا باقی بماند.

تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپایی (ELT)

هنگامی که تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپایی (ELT) به بهره برداری برسد، به قوی ترین تلسکوپ نوری دنیا تبدیل می شود. این تلسکوپ توسط رصدخانه جنوبی اروپا و با همکاری ۱۶ کشور در حال ساخت است و تا پایان سال ۲۰۲۷ کامل می شود. ELT می تواند امواج فروسرخ و مرئی را رصد کند. آینه اصلی آن با قطر ۴۰ متر می تواند ۱۰۰ میلیون بیشتر از چشم انسان، نور را جمع آوری کند. وزن کل تلسکوپ ۳ هزار تن است.

ELT در بیابان آتاکاما در شیلی تولید می شود و بیشتر از ۳ هزار متر از سطح دریا ارتفاع دارد. این مکان مرتفع و خشک می تواند بهترین شرایط را برای تلسکوپ نوری فراهم کند. ساکن بودن حداکثری هوا در این مکان مانع تار شدن تصاویر تلسکوپی می شود. تلسکوپ فوق العاده بزرگ اروپایی برای مطالعه کهکشان ها، سیاره های فراخورشیدی، ستارگان و سیاه چاله ها ساخته می شود. این تلسکوپ تصاویر بسیار واضح و دقیقی از کهکشان ها را دنبال می کند. دانشمندان برای اندازه گیری سرعت انبساط جهان از ELT استفاده می کنند.

ELT دارای ۵ آینه است که سه عدد آن ها منحنی و سایر آینه ها تخت هستند. آینه های تخت ابزارهای اپتیک تطبیقی و تثبیت کننده تصویر هستند و آینه های منحنی می توانند تصاویری عالی را در زوایای وسیعی از آسمان ارائه دهند. این ابزارها این امکان را به تلسکوپ می دهند تا روی زمین تصاویر واضح و دقیقی از ستارگان بگیرند. ELT یک نوع تلسکوپ زمینی است و در مقایسه با تلسکوپ فضایی هابل، تقریبا ۱۶ برابر تصاویر را واضح تر ثبت می کند.

آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما (ALMA)

شیلی به علت داشتن هوای خشک، ارتفاع زیاد و محیط تاریک، مکان بسیار محبوبی برای قرار گرفتن تلسکوپ ها محسوب می شود. این مکان به علت قرارگیری در نیم کره جنوبی زمین، می تواند بهترین نمای ممکن از راه شیری را نشان دهد. علاوه بر رصد نوری، شیلی به علت مقدار کم تابش های مزاحم محلی از تلفن های همراه و دیگر دستگاه های الکترونیکی، مکانی بسیار مناسب برای مشاهدات رادیویی و میلی متری نیز به شمار می رود. بزرگ ترین و قوی ترین تلسکوپ با این سبک، آرایه میلی متری بزرگ آتاکاما یا ALMA است.

ALMA دارای ۵ هزار متر ارتفاع از سطح دریا است و از ۶۶ آنتن به قطر نزدیک به ۱۲ متر ایجاد شده است. این آنتن ها می توانند در همکاری با هم، دیش غول پیکر منفرد را تشکیل دهند. امتداد آن تا ۱۶ کیلومتر است و نسبت به هر ابزار رصدی دیگر از وضوح بیشتری برخوردار است. دانشمندان با این تلسکوپ می توانند از توانایی تابش میلی متری استفاده کنند. علاوه بر این می توانند پدیده هایی را که در طول موج های نوری غیر شفاف هستند، دقیق تر ببینند. این ویژگی، ALMA را به یک ابزار عالی برای رصد قرص های پیش سیاره ای، ابرهای گرد و غبار، سیاره های فرا خورشیدی و جو خورشید تبدیل کرده است.

تلسکوپ هابی- ابرلی (HET)

تلسکوپ هابی-  ابرلی یکی از بزرگ ترین و قوی ترین تلسکوپ های جهان است. این تلسکوپ در رصدخانه مک دونالد در تگزاس آمریکا قرار گرفته است. علاوه بر این به افتخار بیل هابی، معاون فرماندار تگزاس از سال ۱۹۷۳ تا ۱۹۹۱ و رابرت ابرلی، دانش آموخته و خیر از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که همکار پروژه HET است، به هابی-  ابرلی معروف شده است. HET در سال ۱۹۹۶ کار خود را آغاز کرد و در حال حاضر با همکاری چهار مؤسسه از جمله دانشگاه گوتینگن، دانشگاه مونیخ، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و دانشگاه تگزاس در آستین اداره می شود.

بهتر است بدانید هابی-  ابرلی برای طیف سنجی اجرام نجومی طراحی شده و تا به امروز موفق به کشف چند سیاره فراخورشیدی شده است. آینه اصلی HET از ۹۱ قسمت شش ضلعی ساخته شده است و در زاویه ای ثابت قرار دارد. این آینه می تواند برای دسترسی به ۷۰ تا ۸۱ درصد از آسمان مرئی به طور دقیق بچرخد. طراحی HET بعدها به عنوان مبنایی برای ساخت تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی مورد استفاده قرار می گیرد.

تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT)

خوب است بدانید تلسکوپ بسیار بزرگ VLT مجموعه ای از چهار تلسکوپ نوری بزرگ در سراسر جهان محسوب می شود. آن ها بر فراز بیابان آتاکامای شیلی قرار دارند و اداره آن ها بر عهده رصدخانه جنوبی اروپا است. VLT پیشرفته ترین تلسکوپ نوری مرئی در دنیا است و می تواند دورترین و کم نورترین اجرام کیهانی را به طور دقیق رصد کند. این تلسکوپ در انجام اکثر اکتشافات اصلی و مهم فضایی مشارکت داشته است که از مهم ترین آن ها می توان به مطالعه جو یک سیاره فراخورشیدی ابرزمین، شناسایی حرکت ستاره ای به دور سیاه چاله ای کلان جرم و نخستین تصویر از سیاره ای فراخورشیدی اشاره کرد.

هر چهار تلسکوپ اصلی VLT آینه ای به قطر ۸/۲ متر دارند. در کنار آن ها سه تلسکوپ کوچک تر نیز قسمتی از مجموعه را تشکیل می دهند. VLT می تواند نور را در طول موج های فروسرخ و مرئی جمع آوری کند. سپس از طیف وسیعی از ابزارهای علمی بهره می برد که امکان مطالعه انواع اجرام آسمانی را در اختیار دانشمندان قرار می دهند. VLT مثل دیگر تلسکوپ های پیشرفته دارای سامانه اپتیک تطبیقی برای جلوگیری از تار شدن عکس ها محسوب می شود.

VLT از تداخل سنجی برای ایجاد تصاویر بسیار واضح و روشن استفاده می کند. به بیان دیگر می تواند نور همه تلسکوپ های خود را با یکدیگر ترکیب کند. سپس هر چهار تلسکوپ در همکاری با هم می توانند به اندازه تلسکوپ منفرد با آینه ای که اندازه آن ۱۶ متر است، نور را جمع آوری کنند. استفاده همزمان از چهار تلسکوپ، می تواند قدرت تفکیک VLT را بالا ببرد. بدین صورت که تلسکوپ می تواند اجسامی را که نزدیک به هم در آسمان ظاهر می شوند به طور کامل جدا کند. قابلیتی که زمان جستجوی سیاره های فراخورشیدی واقع در نزدیکی ستارگان میزبان، حیاتی به شمار می رود.

تلسکوپ بزرگ و غول پیکر ماژلان (GMT)

یکی از اعضای کلاس بعدی تلسکوپ های بسیار بزرگ زمینی، تلسکوپ غول پیکر ماژلان یا GMT است که می تواند نشانه درک درست از جهان باشد. این تلسکوپ در رصدخانه لاس کامپاناس در بیابان آتاکامای شیلی قرار گرفته و ممکن است تا سال ۲۰۲۵ آماده شود. GMT بیش از ۲۵۰۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد و قادر است سالانه ۳۰۰ شب صاف را رصد کند. GMT در مجموع از هفت آینه بزرگ تشکیل می شود که در یک پیکربندی به شکل گلبرگ چیده می شوند. به یاد داشته باشید قطر هر آینه حدودا ۸/۲ متر است و وزن آن ها نزدیک به ۱۷ تن می شود. آینه ها به همراه یکدیگر سطح اپتیکال منفردی به قطر بیشتر از ۲۴ متر را ایجاد می کنند. این طراحی خاص به تلسکوپ قوی ماژلان، ۱۰ برابر قدرت تفکیک بیشتر از تلسکوپ فضایی هابل را می دهد.

ستاره شناسان معتقدند که GMT این امکان را به آن ها می دهد تا نور تابیده از دورترین نقاط جهان را جمع آوری و علاوه بر این ستاره های چرخان به دور سایر ستارگان را نیز شناسایی کنند. با این وجود قبل از آن که این کشفیات انجام شود، ساخت هفت آینه بزرگ و فوق دقیق تلسکوپ باید تمام شود. ساخت اولین آینه نزدیک به یک دهه طول کشید. ولی دانشمندان امیدوارند که ساخت دیگر آینه ها فقط چهار سال زمان ببرد. آینه های تلسکوپ غول پیکر و قوی ماژلان یکی از پیچیده ترین آینه های ساخته شده در دنیا محسوب می شوند.

تلسکوپ سی متری (TMT)

تلسکوپ سی متری (TMT) یک تلسکوپ نوری و فروسرخ بسیار بزرگ که با همکاری بسیاری از مؤسسه های تحقیقاتی دولتی و خصوصی کشورهای گوناگون مانند ایالات متحده، کانادا، هند، چین و ژاپن در هاوایی در حال ساخت است. TMT با آینه های اصلی به قطر ۳۰ متر و دو آینه کوچکتر بعدی برای افزایش ظرفیت کلی آن، بعد از تکمیل ساخت به بزرگ ترین و قوی ترین تلسکوپ جهان در نیمکره جنوبی تبدیل خواهد شد.

یکی از ویژگی های بسیار مهم TMT آینه اصلی چند بخشی و بزرگ آن است که از ترکیب ۴۹۲ آینه شش ضلعی کوچک ساخته شده است. این تلسکوپ می تواند طول موج های فرابنفش نزدیک تا فروسرخ میانی را به طور دقیق رصد کند. علاوه بر این با بهره گیری از سامانه اپتیک تطبیقی چند جفتی، نوسان های جوی را به صورت آنی تصحیح می کند. ابزارهای نور TMT مثل طیف سنج اپتیکال میدان عریض، طیف نگارهای تصویربرداری فروسرخ و طیف نگار چند جسمی فروسرخ در حال ساخت است که همه آن ها به محض شروع به کار تلسکوپ تکمیل می شوند.

توجه داشته باشید مکان پروژه TMT سبب شکل گیری ناآرامی های سیاسی و اجتماعی در سرتاسر هاوایی شده است. به گونه ای که بعد از اعتراضات جوامع بومی، ساخت تلسکوپ در سال ۲۰۱۵ توقف یافت. کوه مائونا کیا که TMT قرار است در آن ساخته شود، از ۱۳ رصدخانه گوناگون میزبانی می کند و بیش از ۲۰۰ هکتار از زمین های حفاظت شده را اشغال کرده است. این زمین ها علاوه بر اینکه برای ستاره شناسان اهمیت زیادی دارند، برای مردم بومی هاوایی نیز دارای اهمیت فراوانی هستند.

تلسکوپ بزرگ دو چشمی (LBT)

برعکس بیشتر تلسکوپ های امروزی که دارای یک آینه برای جمع آوری نور هستند، تلسکوپ بزرگ دو چشمی از دو آینه ۴/۸ متری ساخته است. این تلسکوپ به پزوهشگران و ستاره شناسان کمک می کند تا بتوانند آسمان شب را از رصدخانه کوه گراهام در آریزونای ایالات متحده ببینند. LBT زمان استفاده از هر دو آینه که مرکزشان ۱۴/۴ متر از یکدیگر فاصله دارد، می تواند مثل یک تلسکوپ دایره ای ۱۱/۸ متری نور را جمع آوری کند. خوب است بدانید محل قرار گرفتن این تلسکوپ مورد بحث شدید بوده است. قبلیه سان کارلوس آپاچی نسبت به استفاده از آن در کوه گراهام به شدت اعتراض کرده اند.

در حقیقت بومیان منطقه به کوه ها به عنوان یک مکان مقدس احترام ویژه ای می گذاشتند. این موضوع موجب به وجود آمدن اختلافات زیادی شده بود. البته قبیله سان کارلوس آپاچی تنها افرادی نبودند که به ساخت تلسکوپ LBT اعتراض داشتند. متخصصان محیط زیست نیز در خصوص زیستگاه بومی سنجاب قرمز کوه گراهام نگران بودند.

تلسکوپ LBT نتیجه تلاش مشترک بین انستینوی نجوم ماکس پلانک آلمان، دانشگاه ویرجینیا، دانشگاه میسوری، دانشگاه نوتردام، دانشگاه آریزونا و انیستینوی ملی اخترشناسی ایتالیا است. این تلسکوپ اولین نور خود را در سال ۲۰۰۵ میلادی دریافت کرد. برای ساخت تلسکوپ LBT تقریبا ۱۲۰ میلیون دلار هزینه شده است. علاوه بر این عملی شدن طرح آن به علت مشکلات خاص در طراحی قطعات اپتیکی و ساخت، تقریبا ۲۰ سال طول کشیده است. خوب است بدانید اداره این تلسکوپ بر عهده دانشگاه آریزونا است.

تلسکوپ بزرگ جزایر قناری (GTC)

تلسکوپ بزرگ جزایر قناری یکی از قوی ترین تلسکوپ های جهان به شمار می رود. این تلسکوپ بزرگ که به GTC نیز شناخته می شود، در ارتفاع ۲۲۶۷ متری در جزیره لا پالما قرار گرفته است. اداره GTC به صورت مشترک بر عهده مکزیک، دانشگاه فلوریدای آمریکا و اسپانیا است. این تلسکوپ بعد از گذراندن فرایند ساختی هفت ساله، اولین نور خود را در سال ۲۰۰۷ دریافت نمود. آینه GTC دارای قطر ۱۰/۴ متر و ۳۶ قطعه شش ضلعی است و دومین آینه بزرگ در دنیا به شمار می رود.

برای اینکه همه قطعات به عنوان آینه ای منفرد کار کنند، کامپیوتر با دقت تمام آن ها را کنترل می کنند تا مطمئن شوند که همه آن ها در یک راستا قرار دارند. تلسکوپ بزرگ جزایر قناری در فروسرخ و نور مرئی رصد می کند و برای هر کدام دوربینی مخصوص به نام قناری کم و اسیریس دارد. اسیریس بری نور مرئی و قناری کم برای فروسرخ است. این تلسکوپ می تواند در عرض چند دقیقه نورگیری، از اجرامی با فاصله میلیون ها سال نوری، به طور دقیق عکس برداری کند. تلکسوپی کوچک تر با آینه یک متری برای تولید تصاویر از این اجرام به چند ساعت زمان احتیاج دارد.

امیدواریم مطالب این مقاله برای شما عزیزان مفید بوده باشد. در پایان پیشنهاد می کنیم مقالات راهنمای خرید تلسکوپ، نحوه کار تلسکوپ و دانستنی های کهکشان راه شیری را نیز مطالعه فرمایید.

منبع : آرگا