هنگامی که تلسکوپ فضایی اسپیتزر بمیرد، چه چیزی جای آن را خواهد گرفت؟

اسپیتزر کیهان را در نور فروسرخ بررسی می‌کند. نور فروسرخ دارای طول موج بلندتری نسبت به نور مرئی بوده و به همین دلیل برای چشم انسان نامرئی است. در طول موج های نزدیک به فروسرخ (نزدیک به طول موج نور مرئی)، غبار، نامرئی شده و به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا نواحی از کشهکشان ها که در آن ستارگان در حال شکل گیری هستند را بررسی کنند. در طول موجهای کمی بلندتر، نور فروسرخ می‌تواند به منظور بررسی سیستم های سیاره ای و صفحات غبار تشکیل دهنده آنها مورد استفاده قرار گیرد. در بلندترین طول موج فروسرخ، اخترشناسان ابرهای گاز و غبار با دمای پایین را بررسی می‌کنند. آنها حتی می‌توانند به قلب کهکشان‌هایی که در ابرهای غبارآلود پیچیده شده اند نیز نگاهی بیندازند.

این تلسکوپ در سال 2003 مأموریت دو مرحله ای خود را آغاز کرد. در ابتدا، ابزار این تلسکوپ با استفاده از هلیوم مایع به دمای 273 درجه سانتی‌گراد زیر صفر رسانده شد، این امر باعث شد که نور با طول موج بین 3 تا 160 میکرومتر قابل رصد شود. در سال 2009، با اتمام ذخیره مایع خنک کننده، مرحله دوم مأموریت با عنوان مأموریت گرم آغاز شد. در این مرحله اسپیتزر دیگر قادر به بررسی طول موج‌های بلند نبود ولی رصد طول موج های کوتاه (3.6 میکرومتر و 4.5 میکرومتر) را ادامه داد.

ولی امروزه، اسپیتزر تنها تلسکوپ فضایی عملیاتی نیست. تلسکوپ های عملیاتی حال حاضر و آینده دارای قابلیت بررسی فروسرخ هستند. در ادامه به بررسی جایگزین های این تلسکوپ فضایی می‌پردازیم.

هابل

تلسکوپ فضایی هابل یکی از معروف ترین تلسکوپ های حال حاضر است. این تلسکوپ قابلیت بررسی نور فروسرخ را دارد. اگرچه این قابلیت محدود است. هابل می تواند نور فروسرخ را بین طول موج های 0.8 تا 2.5 میکرومتر را بررسی کند. که با قابلیت های گذشته و حال حاضر اسپیتزر همپوشانی ندارد. در نتیجه اگرچه هابل تکمیل کننده قابلیت های اسپیتزر هست ولی نمی تواند جایگزین آن باشد.

NEOWISE (کاوشگر نقشه بردار فروسرخ میدان وسیع)

کاوشگر نقشه بردار فروسرخ میدان وسیع  ناسا (WISE)، آسمان را با آینه ای به قطر چهل سانتی متر، در طول موج فروسرخ بین 3.4 تا 22 میکرومتر بررسی می کند. این تلسکوپ در سال 2011 غیرفعال شد و در سال 2013 با نام NEOWISE دوباره فعال شد. امروزه از این تلسکوپ برای برررسی اجرام نزدیک زمین مثل سیارک ها و دنباله دارها استفاده می‌شود. این تلسکوپ همچنان دارایی ارزشمندی در نور فروسرخ است ولی این تلسکوپ فرای منظومه شمسی را نمی‌نگرد.

James Webb

تلسکوپ فضایی جیمز وب،  تلسکوپ فروسرخ بعدی ناسا خواهد بود. ولی هنوز تا ماه مارس سال آینده که زمان پرتاب آن خواهد بود، بیش از یک سال باقیمانده است. این تلسکوپ طول موج هایی بین 0.6 تا 28 میکرومتر را رصد خواهد کرد. این بازه درواقع این طول موج از نور طلایی-زرد تا میانه فروسرخ را بررسی خواهد کرد. بنابراین این تلسکوپ دو طول موج مورد بررسی مأموریت گرم اسپیتزر را پوشش خواهد داد، ولی آن قسمتی از طول موج مورد بررسی اسپیتزر در مأموریت سردش را پوشش نمی‌دهد. در نتیجه، اگرچه این تلسکوپ خواهد توانست به بررسی سیارات فراخورشیدی، ستارگانی با دمای پایین، دیسک های غبار به دور ستارگان جوان و زایشگاه های ستاره ای بپردازد، اما پوششی بر قابلیت های فاز سرد اسپیتزر نخواهد داشت.

WFIRST (تلسکوپ نقشه برداری میدان باز فروسرخ)

طرح ناسا برای ساخت و پرتاب "تلسکوپ نقشه برداری میدان باز فروسرخ"، بارها در معرض لغو شدن قرار گرفته است. این تلسکوپ اگر بر طبق برنامه ریزی های اولیه در میانه دهه پیش رو پرتاب شود، از آینه 2.4 متری استفاده کرده و طول موج های بین 0.48 تا 2 میکرومتر را مورد بررسی قرار خواهد داد. این محدوده شبیه به طول موج های رصد شده توسط هابل است ولی طول موج های کوتاه تری نسبت به اسپیتزر را رصد خواهد کرد.

WFIRST، در هر تصویر برداری مساحتی صد برابر مساحتی که هابل بررسی می‌کند را رصد خواهد کرد ولی با کیفیتی برابر با آن. در نتیجه، دانش بدست آمده از این قابلیت تلسکوپ به شدت افزایش خواهد یافت. اگرچه طول موج های مورد بررسی اسپیتزر و این تلسکوپ یکسان نیستند ولی ناحیه مورد بررسی آن برای رصد کهکشان ها، ابر نواختر ها و سیارات فرا خورشیدی مناسب است.

رصد کیهان به دلیل مسدود شدن نور فروسرخ در جو زمین ( به علت وجود آب در جو) از زمین ناممکن است.

خب، آیا با این توصیفات اخترشناسان برای یافتن جایگزینی برای اسپیتزر، باید ناامید باشند؟

SOFIA (رصدخانه استراتوسفری اخترشناسی فروسرخ)

ولی برای رصد کیهان در طول موج فروسررخ نیازی به رفتن به فضا نیست. رصدخانه استراتوسفری اخترشناسی فروسرخ، تلسکوپی است که بر روی یک هواپیمای 747 اصلاح شده نصب شده است. این هواپیما می‌تواند به ارتفاعی بین 11300 تا 13700 متر ارتفاع بگیرد. در این ارتفاع، فقط یک درصد آب در جو وجود دارد. این رصدخانه طول موج های بین 0.35 تا 655 میکرومتر را مورد بررسی فرار می‌دهد. این بازه کل قابلیتهای اسپیتزر (در هر دو فاز سرد و گرم مأموریتش) را پوشش می‌دهد.

می توان گفت که SOFIA بهترین نامزد جایگزینی و حتی شاید بهتر از اسپیتزر باشد. آینه این رصدخانه 2.5 متر است (در برابر آینه 85 سانتی متری اسپیتزر)، بنابراین می‌تواند کیفیت تصویر بهتری را به دست بدهد. در ضمن این رصدخانه قابلیت تعمیر و افزایش قابلیت ها و طول عمر را داراست.

اما نکات منفی هم وجود دارد. طول پرواز این رصدخانه 10 ساعت است و برای سوخت گیری مجدد و تعمیرات نیاز به فرود دارد. این تلسکوپ به علت چرخش زمین، هر ناحیه از آسمان را برای ساعات محدودی مورد بررسی قرار می‌دهد. برای رفتن از یک منطقه به منطقه دیگر نیاز به ساعت ها گذر زمان است، که این امر برای رصد رخداد هایی با طول عمر کوتاه مناسب نیست. و آخر اینکه SOFIA می تواند تا ارتفاع زیادی اوج بگیرد ولی کاملا فراتر از اتمسفر نمی‌رود. بنابراین گاهی اوقات لایه های باقیمانده، مانع از رصد ایده آل می‌شود.

تلسکوپ فضایی اسپیتزر به معنای واقعی یک تلسکوپ منحصر به فرد است که به اخترشناسان کمک کرده است تا بتوانند سرنخ های بیشتری را از دنیای ما، مثل ستارگان اولیه، سیاه چاله ها و سیاره هایی که به دور ستارگان نزدیک می‌گردند را به دست آورند. اگرچه رصد آسمان (در نور فروسرخ) در آینده بدون اسپیتزر کمی متفاوت خواهد بود ولی اخترشناسان همچنان ابزار خویش را برای بررسی اعماق آسمان خواهند داشت.

منبع: www.astronomy.com