نگاه اجمالی

تلسکوپ فضایی هابل (HST) از بسیاری جهات توانمندترین تلسکوپ اپتیکی است که تا کنون ساخته شده است. این تلسکوپ بزرگترین تلسکوپ نیست، آینه اصلی آن با قطر ۲٫۴ متر در مقایسه با تلسکوپ کک در هاوایی که ۱۰ متر قطر دارد کوچکتر است. ولی این تلسکوپ ، که در مداری به فاصله ۵۰۰ کیلومتری سطح زمین قرار دارد، از اثرات مختل کننده جو زمین به دور است. این امر امکان می‌دهد تا جزئیات دقیقتری نسبت به تلسکوپهای مستقر در زمین دیده شوند و نیز طول موجهایی مثل فرابنفش که به سطح زمین نمی‌رسند قابل مشاده باشند.

تاریخچه تلسکوپ فضایی هابل

این تلسکوپ به نام اختر شناس آمریکایی ، اووین هابل که در دهه ۱۹۲۰ به دو کشف عمده در اختر شناسی نایل آمد. نام گذاری و عملا تمام کهکشهانها در حال دور شدن از ما هستند (یعنی عالم در حال انبساط است). کشف اخیر به مفهوم مهبانگ به عنوان سرآغاز انبساط عالم منجر شد. در طرح اصلی که به درستی برای HST1 در نظر گرفته شده‌اند، عبارتند از مطالعه کهکشانها و مطالعه مهبانگ.

مشخصات تلسکوپ فضایی هابل

تلسکوپ HST تقریبا ۱۴ متر طول ۵ متر و ۱۱۵۰۰ کیلوگرم وزن دارد. این تلسکوپ طوری طراحی شده است که از تمام ظرفیت سفینه فضایی که آن را در ۲۵ آوریل ۱۹۹۰ در مدار قرار داد استفاده کند. صفحه‌های خورشیدی که در مدار برافراشته شده‌اند و ۱۰ متر طول دارند، توسط آژانش فضایی اروپا فراهم شدند. نوری که لوله تلسکوپ را بپیماید و به آینه اصلی برخورد کند که بازتابیده می‌شود و به آینه کوچک دومی که در مرکز لوله قرار دارد بر می‌گردد.

این آینه نور را به طرف آینه اصلی بر می‌گرداند و از سوراخی که در مرکز آن قرار می‌گذارند. این طرح اپتیکی را تلسکوپ کاسگرینی نوع ریچی – کرتن می‌نامند. در پشت سوراخ چهار سنجش افزار علمی عمده قرار دارند که عبارتند از دو دوربین عکاسی و دو طیف نگار ، هر دو دوربین عکاسی می‌توانند تصویرهایی مرئی و فرابنفش گرفته ، دوربینها طوری طراحی شده‌اند که تفکیک بسیار بهتری نسبت به آنجه بر روی زمین قابل دستیابی است بدست می‌دهند.

دهانه ورودی طیف نگارها بسیار کوچک است و این امر امکان می‌دهد که HST تفکیک خوبی داشته باشد و طیف نمایی اجسام منفرد در میدانهای شلوغی مثل مرکز خوشه‌های ستاره‌ای کروی مسیر شود، در حالی که چنین مشاهداتی از روی زمین غیر ممکن هستند و همچنین طیف نگارها می توانند نسبت به سیگنال به نوفه بسیار بزرگتر و تفکیک طیفی بهتری نسبت به تلسکوپهای فرابنفش قبلی در حال چرخش مدار بدست دهند و اندازه گیری وی‍ژگیهای طیفی ضعیفی را که قبلا هرگز دیده نشده است امکان پذیر کنند.

تعمیرات تلسکوپ هابل

کمی پس از پرتاب معلوم شد که آینه اصلی HST دارای ابیراهی کروی است و این نقصی است که باعث می‌شود که تصویرها حاوی ۱۵ درصد نور متمرکز شده باشند و باقی به صورت نامشخص پخش شود. این نقص ، در نهایت با تجهیزات آزمایشی معیوبی مرتبط می‌شد که سالها قبل از پرتاب موقع ساختن آینه بکار رفته بود. اگر چه پردازش شدید رابانه‌ای توانسته بود بیشتر مشکلات تصویرها را بر طرف کند و مشاهدات طیف نوری را همچنان به انجام برساند، توانایی تلسکوپ در ایجاد تصویر اجسام ضعیف نسل آنهایی که در لبه عالم قرار دارند از بین رفته بود.

فضانوردان سفینه فضایی در دسامبر ۱۹۹۳ بیشتر از ده تعمیر عمده روی تلسکوپ انجام دادند. و از جمله ژپروسکوپهای جدید ، صفحه‌های خورشیدی ، آینه‌های تصحیح کننده بسیار دقیق و کوچکی روی آن نصب کردند و تلسکوپ را به کارآیی اپتیکی طرح اولیه بازگرداند. نصب دستگاههای اپتیکی تصحیح کننده مستلزم این بود که یکی از پنج سنجش افزار اصلی HST ، یعنی نورسنج خیلی سریع را بردارند. اکنون ، توان تفکیک در این دستگاه نزدیک به حدی است که از خواص موجی نور انتظار می‌رود.

شرایط استفاده از تلسکوپ هابل

استفاده از HST مستلزم کارهای تدارکاتی دقیق است. قبل از پرتاب ، همه آسمان نقشه برداری شد و نزدیک به ۲۰ میلیون ستاره راهنما مشخص شدند. این نقشه خیلی کاملتر از جامع‌ترین کاتالوگ ستاره‌هاست که تا آن زمان تهیه شده بود. هر اختر شناسی که شخصا خواهان استفاده از این تلسکوپ باشد (همه منجمان جهان واجد شرایط هستند) ، از حدود یک سال جلوتر با مشخص کردن پرسش علمی مورد نظرش و مشاهدات پیشنهادی‌اش می‌تواند متقاضی استفاده از HST شود.

برای استفاده از HST معمولا ۸۰۰ تقاضا در هر سال دریافت می‌شود. گروههای شش تا هفت نفری اختر شناسایی که نماینده عرصه‌های مختلف تخصصی‌اند. یک هفته را صرف رده بندی پیشنهادها و تعیین زمان استفاده از تلسکوپ می‌کنند. در برنامه پذیرفته شده متوسط ممکن است بیست و پنج ساعت وقت استفاده از تلسکوپ را به خود اختصاص می‌دهد.

کشفیات تلسکوپ هابل در چهار سال اول

در خلال چهار سال اول کارکرد HST ، کشفهای مهم زیادی حاصل شده‌اند. بیشترین این کشفها از تکنیک بی سابقه یا از ترکیب طیف نمایی با تفکیک خوب طیف نمایی با دقت زیاد بدست آمده‌اند. نمونه‌های اول ، کاوش هسته‌های مربوط به خوشه‌های کروی ستاره‌ها و کهکشانهای بیضوی غول آسا را شامل می‌شوند. افزوده شدن طیفها به اندازه گیری انتقالهای دوپلری ، سرعتهای بسیار زیادی را درست در هسته چندین کهکشان بیضوی نشان داده است.

این امر شاهد ضمنی مهمی بر وجود سیاه چاله‌ای در حدود ۱۰۹برابر جرم خورشید در آنجاست. تصویرگیری در سحابی جبار ، که ناحیه‌ای جوان از لحاظ تشکیل ستاره‌هاست و در فاصله‌ ۱۵۰۰ سال نوری از خورشید قرار دارد. شواهدی از وجود قرصهایی از ماده را در اطراف بسیاری از ستاره‌ها نشان داده است. این موارد را به احتمال قوی می‌توان نمونه‌هایی از منظومه شمسی در حال تشکیل دانست.

پیش بینی هابل

• ادومین با شناسایی غلیظ و سیال در کهکشان امراه المسلسله در سال ۱۹۲۴ برای اولین بار ثابت کرد که کهکشانها از راه شیری خیلی دورترند. مطالعه این ستاره‌ها در کهکشانهای دورتر توسط SHT ظاهرا به جمع آوری دلایلی منجر می‌شود که عالم از آنچه قبلا تصور می‌شد کوچکتر و جوانتر است.
• پیش بینی مهم دیگر نظریه مهبانگ این است که در آغاز پیدایش عالم فقط سه عنصر اول هیدروژن ، هلیوم و اندکی لیتیوم تولید شده‌اند. به کمک رصدهای SHT نشان داده می‌شود که این پیش بینی در واقع صحیح است و عناصر دیگر به مرور زمان در طول تاریخ کهکشان راه شیری در ابر نواخترها ساخته شده‌اند.

آینده تلسکوپ هابل

تلکسوپ فضایی هابل SHT با قابلیت استفاده از خدمات سفینه فضایی و اینکه قرار است در آینده به وسایل جدیدی مثل طیف نگار قدرتمندتر و دوربین عکاسی فرو سرخ مجهز شود، باید برای بیشتر از یک دهه کارش را ادامه دهد. daneshnameh.roshd.ir