سوفیا؛ کاشف جهان فروسرخ/ رصدخانه سیاری که در آسمان‌ها به‌دنبال رگه‌های زندگی است

 گروه فناوری خبرگزاری آنا، ناسا در 26 اکتبر ساعت هشت و سی دقیقه به وقت تهران اخباری مهم را در ارتباط با کره ماه اعلام کرده است. براساس گزارش مندرج در وبسایت این آژانس فضایی، اطلاعات جدید از طریق رصدخانه استراتوسفری اخترشناسی فروسرخ، به دست آمده‌ است اما این رصدخانه دارای چه ویژگی‌ای است که آن را از سایر رصدخانه‌ها متمایز می‌کند و به چه علتی پدیده مزبور توسط این رصدخانه کشف شده است.

سوفیا چیست؟

رصدخانه استراتوسفری اخترشناسی فروسرخ یا اختصارا سوفیا (SOFIA)، یک هواپیمای بوئینگ 747 اس‌پی است که برای حمل یک تلسکوپ منعکس کننده 2.7 متری تغییرکاربری داده شده است. اگرچه این تلسکوپ 2.7 متر است اما قطر موثر آن  2.5 متر است. سوفیا با پرواز به داخل استراتوسفر در ارتفاع 11 کیلومتری و 14 کیلومتری، بالای 99 درصد جو انسداد فروسرخ زمین قرار می‌گیرد. پرواز این هواپیما به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهد منظومه شمسی و فراتر از آن را به طرقی که با تلسکوپ‌های زمینی امکان‌پذیر نیست، بررسی کنند.

سوفیا از طریق همکاری بین ناسا و مرکز هوافضای آلمان (DLR) راه‌‌اندازی شده است. قابلیت حمل و انتقال رصدخانه به محققان امکان می‌دهد تقریبا از هرجای دنیا آسمان را رصد کنند و امکان مطالعه وقایع نجومی گذرا را که اغلب در اقیانوس‌ها یا جاهایی که هیچ تلسکوپی وجود ندارد رخ می‌دهد، داشته باشند. به عنوان مثال، ستاره‌شناسان، رویدادهای خسوف‌مانند در پلوتو، تیتان، ماهِ سیاره زحل، و شی MU69 کمربند کویپر و... را از طریق سوفیا بررسی می‌کنند.

سوفیا و جهان فروسرخ

سوفیا برای مشاهده جهان فروسرخ طراحی شده است. بسیاری از اشیا موجود در فضا، تقریباً تمام انرژی خود را در طول موج‌های فروسرخ ساطع می‌کنند و در صورت نظارت از طریق نور مرئی، اغلب قابل مشاهده نیستند. این بدین معنی است که تلسکوپ‌های عادی و حتی چشمان خود ما قادر به تماشای بسیاری از وقایع مهم در آسمان شب نیست.

میل بی‌پایان بشریت به کشف ناشناخته‌ها یکی از عوامل پیشرفت حیرت‌انگیز انسان بوده است و تصاویر ستارگان و آسمان شب آدمی را به تامل وا می‌دارد اما تلسکوپ‌های ما به همین وضوحی که در عکس‌های خوش آب و رنگ می‌بینیم، تصاویر را ثبت نمی‌کنند. اشیای نجومی دارای نور با رِنج وسیعی از طول موج‌های طیف الکترومغناطیس هستند. سیاهچاله‌ها با پرتوهای گاما مشتعل می‌شوند؛ پرتوهایی که طول موج‌شان یک میلیاردم میلی‌متر طول دارد. این در حالی است که ستاره‌ها امواج مایکرویو پخش می‌کنند؛ پرتوهایی که طول موج‌شان می‌تواند تا یک متر امتداد داشته باشد.

 چشم انسان کمابیش به طور کامل از این قدرت بینایی محروم است. چشم ما قادر به مشاهده‌ طول موج‌هایی بین 380 الی 740 نانومتر است که پنجره‌ای باریک و رقت‌انگیز در فضای لایتناهی کیهان محسوب می‌شود. در موارد دیگر، ابرهای آسمانی گاز و گرد و غبار جلوی نور ساطع‌شده از اجسام دوردست را می‌گیرند اما انرژی فروسرخ از دل این ابرها می‌گذرد. بنابراین تنها راه برای شناخت این اشیا مطالعه نور فروسرخی است که از آنها ساطع می‌شود.

سوفیا چه جور داده‌هایی را جمع‌آوری می‌کند

سوفیا طی 10 ساعت پروازهای شبانه، منظومه شمسی و فراتر از آن را در طول موج فروسرخ متوسط ​​و دور مشاهده می‌کند و داده‌های زیر را برای مطالعه جمع‌آوری می‌کند:

• تولد و مرگ ستاره


• تشکیل سیستم‌های جدید خورشیدی


• شناسایی مولکول‌های پیچیده در فضا


• سیارات، ستاره‌های دنباله‌دار و سیارک‌ها در منظومه شمسی


• سحابی و کهکشان


• میدان‌های مغناطیسی آسمانی


• سیاهچاله‌ها در مرکز کهکشان‌ها

ابزارهای تلسکوپ سوفیا – دوربین‌ها، طیف سنج‌ها و قطب سنج‌ها - در طول موج‌های فروسرخ نزدیک، میانی و دور کار می‌کنند و هر کدام برای مطالعه یک پدیده خاص مناسب هستند. طیف سنج‌ها، نور را در رنگ‌های تشکیل دهنده آن می‌گسترانند، به همان روشی که منشور نور مرئی را به صورت رنگین کمان پخش می‌کند. بدین ترتیب اثر شیمیایی مولکول‌های آسمانی و اتم‌ها را آشکار می‌سازد. قطب سنج‌ها به تأثیر میدان‌های مغناطیسی بر گرد و غبار موجود در اجسام آسمانی و اطراف آن حساس هستند و به ستاره‌شناسان این امکان را می‌دهند تا پی ببرند که چگونه میدان‌های مغناطیسی بر تولد ستارگان و اجرام دیگر تأثیر می‌گذارند.

برخلاف تلسکوپ‌های فضایی، سوفیا پس از هر پرواز به زمین می‌نشیند، تا ابزارهایش تعویض و سرویس‌دهی شوند یا ارتقا پیدا کنند تا از فناوری‌های جدید بهره ببرند. از آنجا که این ابزارهای جدید قابل آزمایش و تنظیم هستند، سوفیا می‌تواند مرزهای جدیدی را در منظومه شمسی و فراتر از آن کشف کند و به عنوان یک بستر آزمایش فناوری لحاظ شود که ممکن است روزی در فضا به کار خود ادامه دهد. این هواپیما توسط مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ ناسا، ساختمان 703، در پالمدیل، کالیفرنیا اداره و نگهداری می‌شود.

تحقیقات و مشاهدات علمی

تحقیقات علمی و مشاهدات اهداف اصلی سوفیا، مطالعه ترکیب جو و سطح اجرام و ستاره‌ها و سیارات بررسی ساختار، نحوه تکامل و ترکیب دنباله‌دارها، تعیین فیزیک و شیمی محیط بین ستاره‌ای و اکتشاف شکل‌گیری ستارگان و سایر اجرام است. در حالی که عملیات هواپیمای بوئینگ توسط ناسا دریدن اداره می‌شود، مرکز تحقیقات ایمز در کالیفرنیا، به عنوان مرکز علمی سوفیا شناخته می‌شود و مأموریت‌های این پروژه را برنامه‌ریزی و مدیریت می‌کند. در 29 ژوئن 2015، سیاره کوتوله پلوتو از جلوی ستاره‌ای دوردست رد شد و این باعث شد سایه‌ای که ایجاد کند در نزدیکی نیوزیلند قابل بررسی باشد و بدین ترتیب سوفیا توانست جو پلوتو را از آنجا مطالعه کند.

در اوایل سال 2016، سوفیا برای اولین بار پس از 40 سال تحقیقات در مورد مریخ، توانست اتم اکسیژن را در جو مریخ شناسایی کند. در اوایل سال 2017، مشاهدات آن از سِرِس، نخستین سیاره کوتوله کشف‌شده و بزرگ‌ترین سیارک در کمربند سیارکی و بین مدار مریخ و مشتری از طریق فروسرخ نشان داد که لایه‌ای از گرد و غبار از اجرام دیگر روی آن قرار دارد.

سوفیا در ژوئیه 2017، یک اختفای ستاره‌ای (اصطلاحی در اخترشناسی، هنگامی به کار می‌رود که یک شی توسط شی در حال عبور دیگری، از دید بیننده پنهان شود) از کمربند کویپر توسط سوفیا مشاهده شد. این در حالی بود که رصدخانه‌های زمینی قادر به مشاهده این رویداد نبودند. سوفیا همچنین برای ماموریت‌های نجوم مورد استفاده قرار گرفته است، که در کنار بقیه اهداف، بر مشاهده منظومه‌های جدید و تشخیص مولکول‌های پیچیده تمرکز دارد.

انتهای پیام/4021/