از زمین تا اقیانوس کیهانی

بیگ بنگ: جهان از تعداد بی‌شماری کهکشان، سیاهچاله، ستاره، سیاره و اجرام فضایی دیگر تشکیل شده است. حال سوال اینجاست که آیا ما در این جهان بی‌کران تنها هستیم؟

به گزارش بیگ بنگ، بگذارید جایگاه خود را در کیهان بررسی کنیم: ما انسانها در کره زمین زندگی می کنیم، کره زمین سومین سیاره در منظومه‌شمسی و یکی از چهار سیاره درونی است. خورشید به همراه تمام سیارات منظومه‌شمسی در کهکشان راه شیری همانند ستارگان معمولی ِ دیگر حول سیاهچالۀ مرکزی این کهکشان در حال گردش است، خورشید هر ۲۵۰ میلیون سال یک بار حول مرکز کهکشان می چرخد. در کهکشان ما میلیاردها میلیارد ستاره وجود دارد که در اطراف هر ستاره، حداقل یک سیاره وجود دارد.

نزدیک‌ترین کهکشان به راه شیری کهکشان آندرومدا نام دارد، آندرومدا و راه شیری حدود ۴ میلیارد سال بعد با یکدیگر برخورد می کنند و به یک کهکشان بزرگتر تبدیل می شوند. راه شیری ، آندرومدا و سایر کهکشان‌های نزدیک را گروه محلی می نامند. راه شیری یکی از میلیاردها کهکشانی است که در کیهان ما وجود دارد. کهکشان ما همانند کهکشان‌های دیگر از ستارگان و سیاراتی برخوردار است.

نکته دیگر این است که ما هیچ عکس واقعی از کهکشان خود یعنی راه شیری نداریم چون ما هنوز هیچ تلسکوپ یا ماهواره‌ای را از این کهکشان خارج نکرده‌ایم. تمام عکس‌هایی که شما در مجلات، کتاب‌ها و اینترنت از آن مشاهده کرده‌اید در حقیقت یک تصویر ساختگی از کهکشان ما است که دانشمندان با نقشه‌برداری از ستارگان راه شیری، بررسی چگالی اتم‌ها و یون‌های هیدروژن و همین طور بررسی مسیر گردش ستاره‌ها، بررسی ستاره‌سازی در جای جای کهکشان و … پی برده‌اند که کهکشان ما از نوع مارپیچی می باشد و چند بازو دارد، سپس با توجه به داده‌های موجود بهترین و نزدیک ترین نقشه از کهکشان راه شیری را طراحی کردند.

همۀ کهکشان‌ها و ستاره‌هایی که شب در آسمان می بینید، یا انسانها با تلسکوپ‌های پر قدرتشان رصد کرده‌اند، همه و همه می توانند درون یک حباب کیهانی وجود داشته باشند، حبابی که فقط جهان ما با قوانین فیزیکی خاصش در آن قرار گرفته است. در اینجا پا را فراتر می گذاریم، شاید میلیاردها میلیارد از این کیهان‌های حبابی با قوانین فیزیکی متفاوت وجود داشته باشند که بر اثر تورم ابدی شکل گرفته‌اند. چه کسی می داند؟ کمی احساس کوچکی می کنید؟ خب در این مقیاس از عالم ما واقعا کوچک هستیم.

اکنون در این مقیاس از عالم شما فکر می کنید ما تنها هستیم؟ اگر این فکر را می کنید سخت در اشتباه هستید و کمی هم مغرور… کیهان بزرگتر از آن چیزی است که ما فکر می کنیم، پس برای درک آن باید بزرگتر فکر کنیم. و حالا تصور کنید هر روز اندازۀ کیهان حبابی ما در حال ِ بزرگ و بزرگ‌تر شدن است، یعنی جهان هر ثانیه در حال انبساط است. اما در نگاهی دیگر شاید کیهان آنقدرها هم وسیع و بزرگ نباشد شاید دید ما نسبت به آن کوچک است و ما قدرت ِ درک آن را نداریم، هیچکس نمیداند!

نویسنده: امیرمهدی زمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

فضایی‌ها چگونه متوجه می‌شوند زمین سکونت‌پذیر است؟

بیگ بنگ: دانشمندان با بکارگیری روش‌هایی به منظور ارزیابی احتمال حیات در سیارات دیگر به این نتیجه رسیده‌اند که زمین در واقع غیر قابل سکونت است و به طرز فزاینده‌ای به خاطر مقادیر بالای دی‌اکسیدکربن و متان در حال آلوده شدن می باشد.

به گزارش بیگ بنگ، تحقیقات جدید از آزمایش انجام شده توسط «کارل سیگن» در اوایل دهه ۱۹۹۰ الهام گرفته است. او از پرتاب فضاپیمای گالیله برای بررسی دستاوردهای دستگاه‌های بیگانه‌یاب ما و احتمال حیات در زمین استفاده کرد. فضاپیمای گالیله در راه سفر به مشتری بود تا ارزیابی‌های مشابهی را در پهنه فضا انجام دهد. این بار کاوشگر اُسیریس-رکس که سال گذشته در طی عملیاتی توسط ناسا پرتاب شد، سُکان را برای بررسی ترکیب و مسیر سیارک بِنو در اختیار گرفته است.

«دانته لورتا» از دانشگاه آریزونا در توسان و سرپرست ارشد ماموریت اُسیریس-رکس گفت: «این یک کار علمی چالش برانگیز است و مرا هیجان‌زده می کند.» کارل سیگن چند سال پیش به شواهد اکسیژن گازی فراوان، متان اتمسفری و نشانه‌های پوشش گیاهی و شناسایی سیگنال‌های رادیویی اشاره کرده و آنها را شواهدی از وجود حیات هوشمند قلمداد کرده بود. البته ما این مورد را از قبل می دانستیم؛ اما هدف از آزمایش این بود که قابلیت‌های فضاپیمای گالیله در کشف حیات مورد بررسی جامع قرار بگیرد، قبل از اینکه کارهای جدی‌تری را آغاز کند.

لورتا و تیم اُسیریس-رکس دریافتند که طیف‌نگار از وجود سطوح بالایی از متان، اکسیژن و اوزون در زمین حکایت دارد. این گازهای شناسایی شده توسط این فضاپیما از طریق جذب نور در طول ِ موج‌های مختلف، نشان دهندۀ فرایندهای زیستی در سطح یک سیاره هستند. تیم تحقیق همچنین موفق به یافتن شواهدی از فتوسنتز و آب شدند، اگرچه هیچ شواهد مستقیمی از یخ به دست نیامد. به عبارت دیگر، یک موجود بیگانه می تواند به راحتی از داده‌های این فضاپیما دریابد که در زمین، حیات وجود دارد.

اگرچه این مایه خرسندی است که زنده‌ایم و در سیاره قابل سکونتی حضور داریم، اما یک سری یافته‌های نامطلوب هم به دست آمده است. میزان متان و دی‌اکسیدکربن به ترتیب ۱۲ درصد و ۱۴ درصد بالاتر از اولین آزمایش کارل سیگن هستند. اینها تاثیر منفی افزایش جمعیت جهان می باشد. لذا این یافته‌ها به ما یادآور می شوند که باید در محافظت از سیاره حیات بخش زمین کوشاتر باشیم. پس از آزمایش مهارت‌های کاوشگر اُسیریس-رکس در سیاره خودمان، حالا نوبت آن رسیده تا آن مهارت‌ها را در سفری به مقصد سیارک بنو بیازماید که انتظار می رود در آگوست ۲۰۱۸ به آنجا برسد.

این فضاپیما به مطالعه علائم ترکیبات آلی خواهد پرداخت؛ ترکیباتی مشابه به آنچه که در زمین بذر حیات را گستردند. دانشمندان با دقت بالایی این سیارک را زیر نظر دارند. بخشی از کار اوسیریس رکس، کسب اطلاعاتی درباره مسیر سیارک بِنو است. به این ترتیب می توانیم به شیوه بهتری به ارزیابی تهدید بپردازیم. البته بسیار بعید است که تا قرن ۲۲ میلادی سیارکی بتواند زمین را تهدید کرده و خطر بزرگی برای نسل انسان تلقی شود. مطالعه جدید می تواند در انجام تلاش‌هایی برای جستجوی نشانه‌های حیات در سیارات فراخورشیدی الهام‌بخش ظاهر شود؛ اگر موجودات بیگانه‌ای در فضا هستند، باید چگونگی یافتن‌شان را بلد باشیم زمین می تواند در این بین نقش مثبتی داشته باشد. یافته‌های تحقیق حاضر در کنفرانس «علوم سیاره‌ای و ماه» در وولندز تگزاس ارائه شد.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com

شفق اژدها بر فراز نروژ

بیگ بنگ: آن نور در آسمان چیست؟ یک شفق قطبی. یک حفرۀ تاجی بزرگ ماه گذشته باز شد، یعنی چند روز قبل از اینکه این عکس گرفته شود. این حفره ابری از الکترون‌ها، پروتون‌ها و یون‌های پرسرعت را به سمت زمین فرستاد.

قسمتی ذرات طوفان خورشیدی به جو زمین برخورد کرده و شفق‌های خیره کننده‌ای را ایجاد کردند که در ارتفاعات دیده شدند. در اینجا یک پرده شفقی فتوژنیک در بالای ترومسوی نروژ را مشاهده می کنید. از نگاه عکاس، این درخشش سبزِ سوسو زننده، ناشی از ادغام مجدد اکسیژن به شکل یک اژدهای بزرگ ظاهر شده، اما شما بگویید این شفق قطبی از نظر خودتان به چه چیزی شباهت دارد؟ در حال حاضر خورشید ما از حداکثر فعالیت خورشیدی عبور کرده و همچنان به فعالیت‌های گاه و بیگاه خود ادامه می دهد و شفق‌های قطبی تأثیرگذاری را بر روی زمین ایجاد می کند که حتی هفتۀ گذشته نیز یک مورد را مشاهده کردیم.

طوفانهای خورشیدی ذراتی از جنس الکترون و پروتون و یون‌های سنگین هستند که در پی انفجارات سطحی خورشید از آن جدا شده و به سوی فضا از جمله زمین می آیند. این ذرات با میدان مغناطیسی زمین برهم‌کنش می کنند و برخی از آنها در طول خطوط میدان مغناطیسی به سمت قطب‌های مغناطیسی شمال و جنوب زمین شتاب می گیرند و موجب شکل‌گیری شفق‌های قطبی می شوند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

گوگل ۱۰۰‌ درصد تجدید‌پذیر شد

بیگ بنگ: مراکز داده‌های شرکت گوگل به استفاده از منابع تجدید‌پذیر و غیرقابل تجدید انرژی ادامه می‌دهند، اما گوگل تا دستیابی به هدف استفاده ۱۰۰ درصدی از انرژی پاک فاصله ناچیزی دارد.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری، از آنجایی که شرکت گوگل چندین مرکز داده عظیم در گوشه و کنار جهان در اختیار دارد، طی سال‌های اخیر ماموریتی مبنی بر کاهش مصرف انرژی و از بین بردن ردپای کربنی برای خود تعریف کرده‌ است. این شرکت برای اولین‌بار از زمانی که اجرای این ماموریت را آغاز کرده‌است، توانست در سال ۲۰۱۷ به اندازه‌ای انرژی تهیه شده از منابع تجدید‌پذیر مانند خورشید و باد خریداری کند که مقدار آن فراتر از انرژی مورد نیاز مراکز داده‌هایش در سرتاسر جهان باشد.

گوگل در ازای هر کیلووات بر ساعت انرژی منابع تجدید‌پذیر و غیرقابل تجدیدی که مصرف می‌کند میزانی مشابه یا بیشتر از انرژی تولید شده توسط منابع تجدید‌پذیر از نیروگاه‌های خورشیدی و بادی خریداری کرده‌ است. نباید فراموش کرد که گوگل و مراکز داده‌هایش برای مدتی به استفاده از ترکیبی از انرژی پاک و غیرقابل‌تجدید ادامه خواهند داد، اما قدم مثبت این شرکت، خرید انرژی پاک به میزان مشابهی از انرژی مصرفی‌اش و وارد کردن این انرژی پاک به شبکه برق است. در حال حاضر، گوگل قراردادهایی برای خرید مجموعا ۳ گیگاوات برق از منابع تجدیدپذیر امضا کرده است که این شرکت را به بزرگترین خریدار شرکتی انرژی تجدیدپذیر تبدیل می‌کند.

به گفته اورس هولزل یکی از مدیران اجرایی این شرکت هیچ شرکتی بیش از گوگل خریدار انرژی تجدیدپذیر نیست و تاکنون، قراردادهای انرژی تجدیدپذیر این شرکت به بیش از ۳ میلیارد دلار رسیده است. گوگل این فعالیت را از سال ۲۰۱۰ و با امضای توافقی برای خرید تمامی ۱۱۴ مگاوات برق تولیدی یک نیروگاه بادی در آیووا آغاز کرد و تاکنون قراردادهای خرید انرژی تجدیدپذیر دراز مدتی در چندین کشور به امضا رسانده‌است. ۲۰ پروژه انرژی تجدیدپذیر این شرکت در سراسر ایالات متحده، آمریکای جنوبی و اروپا واقع شده است.

علاوه بر این، در سال‌های اخیر گوگل اقدامات دیگری در راستای کاهش رد‌پای کربنی خود انجام داده است و قصد دارد در نهایت انرژی مورد نیاز تمام مراکز داده خود را از منابع تجدیدپذیر تامین کند. درحال حاضر نیز بسیاری از مراکز داده جدید این شرکت از جایگزین‌های خنک‌کننده‌ای مانند خنک‌کننده دریایی و خنک‌کننده تبخیری بهره می‌برند.

گوگل همچنین از فناوری هوش مصنوعی برای شناسایی فرصت‌های کاهش مصرف انرژی مراکز داده‌هایش بهره می‌بردکه به کمک آن مدل‌هایی برای افزایش بهره‌وری انرژی در این مراکز براساس داده‌های تاریخی جمع‌آوری شده از حسگرهای حرارتی، پمپ‌ها و دیگر تجهیزات مراکز ایجاد می‌کند. گوگل باور دارد تلاش‌هایش در طول سال‌ها باعث افزایش ۵۰ درصدی کارایی مراکز داده‌هایش در مقایسه با دیگر مراکز داده‌‌ها در جهان شود.

سایت علمی بیگ بنگ/ منبع: theverge.com

آزمایشی درباره نحوه رشد گیاهان در ایستگاه فضایی بین‌المللی

آزمایشی درباره نحوه رشد گیاهان در ایستگاه فضایی بین‌المللی

وقتی گیاهان روی زمین به دنبال آب و غذا می‌گردند؛ چه چیزی به آن‌ها جهت می‌دهد؟ جواب ساده است. نیروی جاذبه کمک می‌کند که گیاهان ساده‌ترین راه را برای رسیدن به مواد لازم برای رشد خود پیدا کنند. حالا اگر جاذبه را از این فرایند حذف کنیم چه خواهد شد؟

گیاه‌شناسان دانشگاهی در اوهایو در پژوهشی به نام «سیستم‌های ادراک جاذبه» (Gravity Perception Systems) با بهره گرفتن از ریزگرانش ایستگاه فضایی بین‌المللی، نحوه رشد ریشه گیاهان و سیستم‌های حسی آن‌ها را بررسی کردند.

محققان به دنبال انطباق­‌پذیری با ریزگرانش هستند و میزان حساسیت کلی به گرانش شبیه‌سازی شده را در دو گونه از جوانه‌های گیاه خردل شامل گونه‌ای وحشی و گونه‌ تغییرژنتیکی یافته‌ای که فاقد نشاسته است، اندازه­‌گیری می‌کنند. در گونه وحشی، نشاسته مانند وزنه عمل می‌کند و ریشه ها را به سمت زمین می‌کشاند.

پرسش اصلی پژوهشگران این است: کمترین مقدار جاذبه که گیاهان می‌­توانند تشخیص دهند و برای پایین رفتن مواد سنگین (نشاسته‌ای) در سلول‌هایشان لازم است چقدر است؟ در این پژوهش هر دو گونه را در معرض بازه گرانشی چهارهزارم g تا یک g قرار دادند؛ گرانش روی زمین یک g در نظر گرفته می‌شود. علت اینکه دو گونه از جوانه‌ها در نظر گرفته شد این است که گرچه آستانه دقیق برای گونه‌های نشاسته‌دار کاملا معلوم نیست، سازو کار پاسخ‌دهی گونه‌های بی‌نشاسته‌ از آن هم ناشناخته‌تر است.

در این پژوهش برای شبیه‌سازی گرانش از ایجاد شتاب در سامانه کشت مدولار اروپایی ایستگاه فضایی بین‌المللی استفاده می‌شود. جوانه‌ها ابتدا در محفظه‌های کوچکی قرار می­‌گیرند و سپس در یک دستگاه سانریفیوژ قرار داده می‌شوند. این موضوع به پژوهشگران اجازه می‌دهد شدت جاذبه حس شده را در هر نقطه سانتریفیوژ کنترل کنند و به این ترتیب صدها مقدار مختلف از جاذبه را با چرخش‌های کنترل شده در یک زمان‌ آزمایش کنند.

این کار شبیه این است که سوار ماشینی در حال پیچیدن باشیم؛ هرچه پیچ شدیدتر باشد بیشتر به دیواره می­‌چسبیم. در این آزمایش پیوسته جاذبه‌ای که گیاه در معرض آن است، افزایش می‌یابد تا حد توانایی ادراکی گیاهان اندازه گرفته شود. دانشمندان امیدوارند با چرخش دستگاه، نقطه‌ای را که پاسخ مربوط به رشد در آن آغاز می‌شود به طور دقیق تعیین کنند.

شاید جالب‌ترین بخش این تحقیق واکنش جوانه‌های بدون نشاسته باشد. حتی برای جوانه‌های بدون نشاسته ممکن است شکل جهش‌یافته جوانه همچنان همان سیستم ادراک حسی خویشاوندانش را حفظ کرده باشد. ممکن است این گیاهان هم جاذبه را حس ‌کنند و فقط در آستانه‌های بالاتر پاسخ ‌دهند، اصلا قادر به حرکت نباشند یا از نشانه‌های کاملا متفاوتی برای تعیین جهت رشد استفاده ‌کنند. وقتی هم که شتاب سانتریفیوژها قطع شود دانشمندان قادر به اندازه‌گیری پاسخ جوانه به ریزگرانش‌ خواهند بود که می‌تواند خط مبنایی برای مقایسه فراهم کند.

علاوه‌براین، گیاهان که جاندارانی فتوسنتز کننده‌اند، بسیار به نشانه‌های نوری برای رشد حساس هستند. در این  آزمایش با استفاده از نورهدایت شده، راهنماهای رشد دیگری در نقاط گوناگون فراهم می‌شود تا رابطه ادراک نوری و ادراک گرانشی آزمایش شود. همچنین گیاه‌شناسان در زمین هم قادر خواهند بود ویدیوی این آزمایش‌ها را تماشا کنند و به ارزیابی پاسخ‌ها بپردازند.

با اینکه ایستگاه فضایی مرتبا تامین منابع می­‌شود، فضانوردان به مصرف محصولات تازه نیاز دارند. تحقیقاتی مانند وِج-۰۳ (veg-03) در نقش مکمل ذخیره عمده غذایی که مدت طولانی در دمای اتاق قابل نگهداری است، فضانوردان را قادر به کشاورزی می‌کند و علاوه بر تامین غذاهای متنوع و تازه‌­تر، وزن محموله تجهیزات را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

شعله‌های خورشیدی در نور فرابنفش

بیگ بنگ: یکی از دیدنی‌ترین چشم‌اندازهای خورشید «شعله‌های انفجاری» این ستاره است. در ژوئن سال ۲۰۱۱، خورشید مقداری شعله‌های متوسط و چشمگیر را منتشر کرد، طوری که موجب شد لکه‌های خورشیدی فعال شوند.

این شعله با جریانی از پلاسمای مغناطیسیِ حیرت‌انگیز همراه شد و رشته‌ای انفجاری و غول‌پیکر را از لبۀ خورشید به بیرون پرتاب کرد که رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا توانست در نور فرابنفش آن را ثبت کند. در اینجا یک ویدیوی گذر زمانی (تایم لپس) از این رویداد طولانی مدت را مشاهده می کنید که نشان می دهد پلاسمای تاریک‌تر و سردتر در ناحیۀ وسیعی از سطح خورشید در حال بارش است، در حالی که خطوط میدان مغناطیسی قابل رویت نیستند. همچنین خروج جرم از تاج خورشیدی یعنی ابر حجیمی از ذرات پرانرژی به سمت ِ زمین منفجر شد و ضربۀ کوچکی به مگنوسفر زمین وارد کرد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: apod

ستاره‌شناسان حیات را روی کره زمین کشف کردند!

ستاره‌شناسان حیات را روی کره زمین کشف کردند!

دانشمندان از فضاپیمای ناسا برای جست‌وجوی حیات بر روی زمین استفاده کرده‌اند و نشانه‌های امیدوارکننده‌ای یافتند که نشان می‌دهد ما واقعا روی زمین وجود داریم!

این فضاپیما که اُزیریس-رکس (OSIRIS-REx) نام دارد درحال حاضر در راه سیارکی به اندازه یک آسمانخراش است که در فاصله ۲۲۵ میلیون کیلومتری از ما قرار دارد و بنو ۱۰۱۹۵۵ (۱۰۱۹۵۵ Bennu) نامگذاری شده است. اما برای رسیدن به آن، در شهریور ۱۳۹۶ /سپتامبر  ۲۰۱۷ پروازی از نزدیکی زمین، ۲۲ بار نزدیک‌تر از ماه، انجام داد و از گرانش سیاره ما برای شتاب گرفتن به سوی مقصد کمک گرفت.

در این حین، فضاپیما ابزارهایش را به طرف زمین نشانه گرفت تا مطمئن شود که به درستی عمل می‌کنند. اما دانشمندان با استفاده از این داده‌ها، توانستند سیاره ما را از دور بررسی کنند؛ مشابه آنچه در سال ۱۳۶۹ /۱۹۹۰  با فضاپیمای گالیله انجام شد که به سمت مشتری پیش می‌رفت.

جمعی از نویسنده‌ها به سرپرستی دانته لورتا (Dante Lauretta) پژوهشگر ارشد ازیریس-رکس از دانشگاه آریزونا در توسان در نتیجه‌گیری‌هایشان نوشتند:  «ناظران ناآشنا با زمین، از پرواز ازیریس-رکس از کنار زمین می‌توانستند نتیجه‌گیری کنند که این سیاره با مقدار زیادی آب پوشانده شده است.»

این گروه همچنین توانستند عدم‌توازن شیمیایی‌ای در جو تشخیص دهند که نشانه‌ای از حیات در کره زمین بود. مثلا مقادیر بالای متان، اکسیژن و ازن کشف شده حاکی از وجود حیات بود. آن‌ها همچنین می‌توانستند فرایند جذب نوری را مشاهده کنند که ناشی از فتوسنتز است.

برای نخستین بار در سال ۱۳۶۹/۱۹۹۰، این آزمایش به دستور ستاره‌شناس فقید کارل ساگان با استفاده از فضاپیمای گالیله انجام شد. البته آزمایش این بار تا حدودی نگران کننده بود، ازیریس-رکس مقادیری از متان و کربن دی‌اکسید را شناسایی کرد که به ترتیب ۱۲ و ۱۴ درصد بیشتر از سال ۱۹۹۰ بود.

نویسنده‌ها با اشاره به وجود آلودگی گفتند: «این نشان می‌دهد خروج این گازها از منابعشان طی ۲۷ سال اخیر شتاب گرفته است.»

این آزمون در عین جالب بودن، نکته مهمی نیز داشت. ما واقعا می‌خواهیم سیاره‌هایی خارج از منظومه شمسی پیدا کنیم که امکان حیات دارند و چه راهی برای سنجش مهارت‌هایمان بهتر از آزمودن‌شان در تنها جهانی است که می‌دانیم زندگی در آن جریان دارد؟

نویسنده‌ها اشاره کردند: «هدف نهایی سنجش از دور سیاره‌های فراخورشیدی، یافتن ردپای حیات در جو از راه دور است.» اگر ما بتوانیم حیات را بر سیاره خودمان پیدا کنیم، شاید بخت یافتن آن را در جایی دیگر نیز داشته باشیم.

تلسکوپ هابل برنده مسابقه طناب‌کشی کیهانی را تعیین کرد

تلسکوپ هابل برنده مسابقه طناب‌کشی کیهانی را تعیین کرد

در اطراف کهکشان ما یک مسابقه طناب کشی کیهانی به راه افتاده و تنها تلسکوپ فضایی هابل ناسا می‌تواند دریابد که چه کسی پیروز شده است. بازیکنان، دو کهکشان کوتوله ابر ماژلانی بزرگ و ابر ماژلانی کوچک هستند که هر دو در مداری به دور کهکشان راه شیری می‌چرخند.

اما همان‌طور که آن‌ها در اطراف راه شیری می‌چرخند، به دور هم نیز می چرخند و یکدیگر را می کشند؛ یکی از آن‌ها یک ابر بزرگ از گاز را از همدم خود به بیرون پرت کرده است که  «بازوی پیشرو» نام دارد.بازوی پیشروتجمع عظیمی از گاز است که کهکشان راه شیری در حال بلعیدن آن است و باعث تولد ستاره‌های جدید در کهکشان ما شده است. این ساختار ابعادی تقریبا برابر نصف کهکشان ما دارد و حدود یک یا دو میلیارد ساله است. نام آن از این واقعیت گرفته شده که جلوتر از ابرهای ماژلانی حرکت می‌کند.

سوالی که وجود دارد این است که این گاز از ابر ماژلانی بزرگ بیرون کشیده شده یا ابر ماژلانی کوچک؟ اخترشناسی به نام اندرو فاکس از موسسه علوم تلسکوپ فضایی و همکارانش با استفاده از تلسکوپ هابل ترکیبات این گاز را بررسی کردند تا به منشا آن پی ببرند. تحقیقات فاکس، ادامه پژوهش سال ۱۳۹۲ /۲۰۱۳ او است که در آن ساختاری را بررسی کرد که پشت ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک حرکت می‌کند. در آن پژوهش مشخص شد که گاز در این ساختار نوار-مانند که «جریان ماژلانی» نامیده می‌شود، از هر دو کهکشان کوتوله نشات می‌گیرد.

حالا فاکس به سراغ همتای آن، «بازوی پیشرو» رفته است. بر خلاف جریان ماژلانی دنباله‌رو، این «بازو»ی پاره پاره در حال حاضر به صفحه کهکشان راه شیری رسیده و از این سفر جان سالم به در برده است. بازوی پیشرو یک مثال زنده از «برافزایش» گاز یعنی فرآیند سقوط گاز به کهکشان است. دیدن این موضوع در کهکشان‌های دور از راه شیری بسیار دشوار است، چرا که آن‌ها خیلی کم‌نورند، اما از آنجا که این دو کهکشان در همسایگی ما هستند، ما گویی یک صندلی ردیف جلو برای مشاهده آن‌ها داریم.

فاکس و گروه او با استفاده از تصاویر فرابنفش هابل، روی گاز بازوی پیشرو تحلیل شیمیایی انجام دادند. آن‌ها نور هفت اختروش (هسته‌های درخشان کهکشان‌های فعال) را که میلیاردها سال نوری دورتر از این ابر گاز قرار دارند مشاهده کردند. این دانشمندان با استفاده از طیفنگار هابل، اندازه‌گیری کردند که چگونه این نور از طریق ابر فیلتر می‌شود (طول موج‌هایی از آن جذب می‌شود). به طور خاص، آن‌ها به دنبال جذب نور فرابنفش از سوی اکسیژن و گوگرد ابر بودند‌. آن‌ها با ترکیبی از مشاهدات هابل و تلسکوپ گرین بنک و پس از تجزیه و تحلیل بسیار ‌توانستند ترکیبات و سرعت گاز در «ابر پیشرو» را تعیین و برنده مسابقه کیهانی را مشخص کنند: ترکیبات گاز با ابر ماژلانی کوچک مطابقت دارد. این نشان می‌دهد که ابر ماژلانی بزرگ در مسابقه طناب کشی در حال پیروز شدن است چون  گاز زیادی از همسایه کوچک‌ترش بیرون کشیده است.

رسیدن به این پاسخ تنها به دلیل قابلیت منحصر به فرد هابل در رصد فرابنفش ممکن بود. به دلیل اینکه جو زمین برخی تابش‌ها را حذف می‌کند، تابش فرابنفش از زمین قابل بررسی نیست. تمام خطوط مورد نظر در این پژوهش، از جمله اکسیژن و گوگرد، در ناحیه فرابنفش طیف قرار دارند؛ بنابراین در نور مرئی و فروسرخن می‌توان آن‌ها را مشاهده کرد.

گاز بازوی پیشرو در حال حاضر درحال عبور از صفحه کهکشان ماست. گاز در حال عبور با گاز خود کهکشان راه شیری برهم‌کنش می‌کند و چندپاره و تکه تکه می‌شود. بررسی این گاز یک مطالعه موردی مهم از چگونگی انتقال گاز به درون کهکشان‌ها و تشکیل ستاره‌‌ها به واسطه آن است. ستاره‌شناسان از شبیهسازی استفاده می‌کنند و می‌کوشند جریان گاز به داخل کهکشان‌های دیگر را درک کنند.

گامی به سوی آشکارساز امواج گرانشی در فضا

بیگ بنگ: آخرین نتایج تداخل‌سنج لیزری لیزا نشان می‌دهد فن‌آوری‌ ماهواره‌ به شرایط لازم برای قرار دادن آشکارساز امواج گرانشی در فضا رسیده است.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، در حالی که رصدخانه‌های زمینی لایگو (LIGO) و ویرگو (Virgo) همه توجهات را به سمت خود جلب کرده‌اند، پژوهش‌گران به آرامی در حال جابه‌جا کردن مرز‌های فن‌آوری‌های خود در زمینه آشکارسازی امواج گرانشی بوده و در این حوزه پای خود را به داخل فضا گذاشته‌اند. در سال ۲۰۱۵، سازمان فضایی اروپا تداخل‌سنج لیزری لیزا، LPF (LISA Pathfinder) را پرتاب کرد.

آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری-لیزا (LISA) فضاپیمایی است که با هدف نشان دادن فن‌آوری رصد‌خانه مستقر در فضا برای آشکارسازی امواج‌ گرانشی آغاز به کار کرد. این دستگاه بعد از اولین آزمایش‌هایش در سال ۲۰۱۶، هم‌اکنون آخرین نتایج خود را گزارش کرده است. آزمایش‌های انجام‌شده درون این فضاپیما که در حال حاضر غیرفعال است، نشان می‌دهد شتاب دو جرم در حال سقوط آزاد را با دقت مورد نیاز برای لیزا قابل اندازه‌گیری است.

لیزا با اندازه‌گیری میزان زیاد و کم شدن فاصله میان دو جسم در حال سقوط آزاد، که در دو ماهواره جدا قرار داده شده‌اند، امواج گرانشی را مشاهده و رصد خواهد کرد. برای این‌گونه اندازه‌گیری‌ها لازم است دو جسم آزمون تقریباً در سقوط آزاد کامل باشند و هیچ نیروی داخلی یا خارجی به جز گرانش بر آنها وارد نیاید. بعد از آزمایش‌های سال ۲۰۱۶، گروه تداخل‌سنج لیزری لیزا مجموعه‌ای از تغییرات و بهینه‌سازی‌ها را در تجهیزات خود پیاده کردند تا تمام نیروهای کاذبی را که ممکن است به جسم‌ها وارد شود، حذف کنند. برای مثال آن‌ها روش‌هایی برای کاهش فشار گاز پیرامون جسم‌ها، که می‌تواند نیروی چسبندگی ایجاد کند، یافتند.

همچنین راهی برای حذف تأثیر نیروی اینرسی حاصل از چرخش ماهواره پیدا کردند. در نتیجه، با توجه به نتایج به دست آمده در سال ۲۰۱۶، حساسیت اندازه‌گیری شتاب توسط تداخل‌سنج لیزری لیزا، برای بازه فرکانسی که لیزا طبق طراحی در آن کار می‌کند، به بیش از ۳ برابر افزایش یافته است. این نتایج از خبرهای خوبی برای لزا حکایت می‌کند، اینکه به امواج گرانشی در فرکانس‌های پایین‌تر از آنچه قبلاً آشکارسازی می‌کرد، حساس خواهد بود. امواج با این فرکانس‌های پایین می‌توانند در اثر ادغام سیاه‌چاله‌های عظیم‌ و شاید بسط و تورم ِ جهان اولیه ایجاد شوند. این مقاله در Physical Review Letters چاپ شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: physics.aps.org

 

بار دیگر زمان پرتاب قوی‌ترین تلسکوپ فضایی به تاخیر افتاد

بیگ بنگ: اگر تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) پرتاب شود، عنوان قوی‌ترین و پیچیده‌ترین تلسکوپ فضایی تاریخ را به نام خود ثبت خواهد کرد. این تلسکوپ با استفاده از دستگاه‌های فروسرخ قوی می تواند به مطالعۀ ابتدایی‌ترین ستارگان و کهکشان‌ها، سیارات فراخورشیدی، اقمار و سیارک‌های منظومه شمسی و … بپردازد. متاسفانه، پرتاب این تلسکوپ به دلیل پیچیدگی و نیاز به آزمایش‌های بیشتر، چندین‌بار به تاخیر افتاده است. ناسا چند روز پیش اعلام کرد که بار دیگر مجبور به تاخیر پرتاب شده است.

به گزارش بیگ بنگ، انتظار می رود تلسکوپ جیمز وب در ماه می ۲۰۲۰ به فضا پرتاب گردد. هیئت بازرسی پروژه(SRB) پس از یک دوره ارزیابی مستقل به این تصمیم رسید. کارهای باقی مانده جهت پرتاب تلسکوپ، بخشی از مرحلۀ نهایی قبل از پرتاب هستند. در پی آن، دستگاه‌های نصب شده بر روی تلسکوپ یکپارچه‌سازی شده و از کارکرد صحیح آنها اطمینان حاصل خواهد شد. نگرانی‌های هیئت بازرسی پروژه از این واقعیت نشات می گیرد که مشکلات فنی در مرحله نهایی تشخیص داده شده و برنامه زمانی پرتاب دستخوش تغییر قرار می گیرد.

گوردون لایتفوت، مدیر عملیات سازمان فضایی ناسا اظهار داشت: «تلسکوپ فضایی جیمز وب بالاترین اولویت در برنامۀ عملیات علمی ناسا می باشد و بزرگترین پروژه علمی فضایی بین‌المللی در تاریخ آمریکا قلمداد می شود. تمامی سخت افزار پرواز رصدخانه کامل است و ما در حال برداشتن گام‌های ضروری برای تمرکز مجدد بر روی اِتمام این رصدخانه پیچیده و جاه طلبانه هستیم.»

ناسا در طی گزارشی اعلام کرد که می خواهد یک هیئت بازرسی مستقل خارجی به ریاست توماس یانگ تشکیل دهد. آقای یانگ یکی از کارمندان مورد احترام ناسا می باشد که برای مدتی طولانی در سِمت ریاست کمیته‌های مشاوره فعالیت کرده و نقش برجسته‌ای در تجزیه و تحلیل مسائل سازمانی و فنی داشته است. یافته‌های هیئت بازرسی مستقل خارجی، زمان پرتاب دقیق‌تری را ارائه کرده و تابستان امسال به کنگره اعلام می شود. علاوه بر این، ناسا و آژانس فضایی اروپا زمانی را برای پرتاب موشک «آریان ۵» تعیین خواهند کرد که تلسکوپ فضایی جیمز وب را به فضا خواهد برد.

به محض تعیین زمان پرتاب موشک، ناسا یک هزینه احتمالی را برای این پروژه تخمین خواهد زد که انتظار می رود از ظرفیت بودجه ۸ میلیاردی تصویب شده توسط کنگره در سال ۲۰۱۱ تخطی نماید. این خبر برای آن دسته از افرادی که خبرهای مربوط به پیشرفت تلسکوپ فضایی جیمز وب را دنبال می کنند، تعجب‌آور نیست. در سال‌های اخیر، پرتاب این تلسکوپ به دلیل پیچیدگی آن و نیاز به آزمایشات گسترده به تاخیر افتاده است. افزون بر این، مرحله نهایی از جمله چالش برانگیزترین کارها به شمار می رود. دانشمندان ناسا باید از این نکته اطمینان حاصل نمایند که رصدخانه از فضای کافی برای گنجایش موشک آریان ۵ برخوردار باشد. همچنین توجه به این مسئله ضرورت دارد که موشک پس از رسیدن به فضا از آینه‌ها و محافظ نور آفتاب استفاده خواهد کرد.

چالش‌های فنی دیگری در رابطه با ساخت یک رصدخانه پیچیده وجود دارد. تلسکوپ فضایی جیمز وب طیف وسیعی از آزمایشات را پشت سر گذاشته تا از این نکته اطمینان حاصل کند که در فاصله ۱٫۶ میلیون کیلومتری از زمین به مدارش خواهد رسید. اگرچه تاخیر در پرتاب موشک می تواند دلسردکننده باشد، اما در عین حال احتمال موفقیت عملیات را افزایش می دهد. توماس زورباخن، یکی از مسئولان ارشد ناسا بیان کرد: «با توجه به سرمایه‌گذاری‌هایی که ناسا با شرکای بین‌المللی‌ انجام داده، می خواهیم به طور دقیق و سیستماتیک آخرین مراحل را نیز با موفقیت پشت سر بگذاریم و سرانجام خود را برای پرتاب تلسکوپ در ماه می ۲۰۲۰ آماده نمائیم.»

گام بعدی در انجام آزمایشات چند ماه به طول خواهد انجامید و طی آن، محیط‌های گرمایی، آکوستیک و ارتعاشی شبیه‌سازی خواهد شد. پس از اتمام این آزمایشات، مهندسان پروژه به بررسی رصدخانه پرداخته و از کارکرد صحیح تمامی اجزا اطمینان حاصل خواهند کرد. سپس این تلسکوپ جاه‌طلبانه سرانجام آماده پرتاب به فضا خواهد شد. با انجام این کار، دانشمندان سرتاسر دنیا امیدوارند به برخی از اساسی‌ترین پرسش‌های جهان ِ علم پاسخ بدهند.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com