Cosmos · · 3 min read
تلسكوب رومان سيرصد الكون المتغيّر
سيجمع تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي التابع لوكالة ناسا بين الرؤية الدقيقة والمجال الواسع والرصد المتكرر لدراسة النجوم والكواكب والأحداث الكونية البعيدة.
صُمم تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي التابع لوكالة ناسا لإظهار الكون في حالة حركة. ومن خلال تصوير المناطق نفسها مراراً، سيتيح لعلماء الفلك دراسة التغيرات التي تتكشف خلال ساعات أو سنوات أو فترات أطول، بدءاً من النجوم المنفجرة ووصولاً إلى نشاط النجوم الخافتة القريبة.
سُمّي التلسكوب تيمناً بنا نانسي غريس رومان، أول رئيسة لعلم الفلك في ناسا وأول امرأة تتولى منصباً تنفيذياً فيها. ويذكر تقرير إيفنينغ ريبورت أن الميزة الرئيسية لرومان ستنبع من الجمع بين ثلاث قدرات يصعب تحقيقها عادةً في الوقت نفسه: الصور المفصلة، ومجال الرؤية الواسع جداً، والرصد المنتظم.
وقد يحوّل هذا الجمع رصد السماء إلى ما يشبه سجلاً زمنياً أكثر من كونه مجموعة من الصور المنفصلة. ويمكن للتغيرات في السطوع والموقع أن تكشف العمليات الفيزيائية الجارية عبر الكون.
رؤية واسعة ومفصلة
غالباً ما يُقارن رومان بتلسكوب هابل الفضائي. فلكلا المرصدين مرآتان بالحجم نفسه، ويعمل كلاهما بالضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. لكن رومان يستطيع رصد مساحة من السماء أكبر بما يصل إلى 200 مرة.
وتأتي الرؤية الأوسع عموماً على حساب فقدان بعض التفاصيل. فقد مسح كيبلر والقمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة، أو TESS، أعداداً هائلة من النجوم، لكن دقتهما المكانية الأقل قد تتسبب في اندماج الأجرام المتجاورة في مصدر ظاهري واحد. ويوفر تلسكوب جيمس ويب الفضائي صوراً أكثر حدة، إلا أن مجال رؤيته الأصغر يمنعه من متابعة ملايين الأجرام بكفاءة في الوقت نفسه.
ويُفترض أن يشغل رومان المساحة الواقعة بين هذين النهجين. إذ ينبغي لدقته أن تتيح لعلماء الفلك فصل النجوم الفردية في المناطق المكتظة، في حين ستسمح له مساحة رؤيته الكبيرة بفحص أهداف كثيرة في رصد واحد. وستضيف العودة إلى الحقول نفسها البُعد الثالث: الزمن.
تتغير أنواع الأجرام المختلفة بسرعات مختلفة. فقد يشير نمط يستمر ساعات قليلة إلى حدث مغاير لذلك الذي يتطور على مدى سنوات. ومن شأن قياس هذه التحولات في الضوء أن يساعد الباحثين على تحديد ما يحدث من دون الاعتماد على لقطة واحدة.
البحث في مركز المجرة المكتظ
سيستخدم مسحان رئيسيان استراتيجية الرصد القائمة على الزمن التي يتبعها رومان في أجزاء مختلفة من السماء. وسيبحث مسح المجال الزمني عند خطوط العرض العالية عن أحداث بعيدة مثل المستعرات العظمى. أما مسح المجال الزمني للانتفاخ المجري فسيركز على المنطقة المركزية الكثيفة من درب التبانة.
ومن الأرض، يظهر الانتفاخ المجري على هيئة شريط شاحب ضبابي، لأن أعداداً هائلة من النجوم، إلى جانب الغاز والغبار، تقع على امتداد خط الرؤية. وستساعد دقة رومان ورصده بالأشعة تحت الحمراء على تمييز تلك النجوم فرادى، ما يهيئ خلفية لعمليات البحث التي تعتمد على التغيرات الوجيزة في السطوع.
وإحدى هذه التقنيات هي العدسة الدقيقة. فعندما يمر جرم أمامي بين نجم بعيد والتلسكوب، يمكن لجاذبيته أن تحني ضوء النجم وتضخمه. وقد يكون الجرم المتدخل نجماً، أو كوكباً يقارب حجم المريخ، أو ثقباً أسود تبلغ كتلته مئات المرات كتلة الشمس.
وسوف يبحث رومان أيضاً عن العبور، الذي يحدث عندما يعبر كوكب أمام نجمه، فيتسبب في انخفاض طفيف في ضوء النجم. وبما أن الانتفاخ المجري يضم عدداً كبيراً من النجوم، يتوقع علماء الفلك أن يحدد المسح نحو 100,000 كوكب عابر.
متابعة النجوم الصغيرة النشطة
ستكشف عمليات الرصد المتكررة أيضاً كيفية دوران النجوم وكيف تتغير السمات على أسطحها. وتكتسب هذه القدرة قيمة خاصة بالنسبة إلى أصغر النجوم وأكثرها برودة، إذ يجعل ضوؤها الخافت المحمر دراسة أعداد كبيرة منها أمراً صعباً.
ومن المتوقع أن تكون للنجوم التي تقل حرارتها عن 2,500 درجة مئوية تقريباً بقع مغناطيسية وسحب على أسطحها. ومع دوران النجم، تتحرك تلك السمات إلى مجال الرؤية وخارجه، فتنتج تغيرات يمكن استخدامها لحساب فترة دورانه.
وقد تكشف مقارنة تلك الفترات عبر عدد كبير من النجوم كيف يتطور النشاط النجمي على مقاييس زمنية طويلة. وربما تقدم أيضاً دلائل على البيئات المحيطة بالكواكب التي تدور حول هذه النجوم.
مسح TESS السماء كلها تقريباً خلال السنوات الثماني الماضية، وقاس فترات الدوران لمئات من هذه النجوم الصغيرة جداً. لكن عمليات رصده بالضوء المرئي تجعل النجوم تبدو خافتة نسبياً، في حين تتسبب دقته الأقل في مشكلات ضمن الحقول المكتظة بالسكان.
ومن المتوقع أن يوسع الجمع بين حساسية رومان للأشعة تحت الحمراء القريبة، والتصوير المفصل، والتغطية الواسعة، تلك العينة بدرجة كبيرة. وقد تساعد مجموعة أكبر من النجوم، مستمدة من نطاق أوسع من البيئات، علماء الفلك على فهم كيفية اختلاف سلوك النجوم—وما يعنيه ذلك للعوالم التي تدور حولها.
من المستعرات العظمى البعيدة إلى الكواكب والنجوم المدمجة القريبة من مركز درب التبانة، سيفحص رومان سماء تتغير بدرجة تفوق بكثير ما توحي به الرؤية المجردة.