سيكشف قريبًا تلسكوب فضائي جديد تمامًا عن الرؤية الخفية للكون ، ويغير فهمنا للثقوب السوداء والمستعرات الأعظمية وطبيعة الكون.

لا على الاطلاق هو – هي.

يحظى تلسكوب جيمس ويب الفضائي باهتمام كبير هذا الشهر ، حيث من المقرر إطلاق ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية في 22 ديسمبر. لكن أكثر علماء الفلك حصرية راقبوا باهتمام أثناء الرحلة إلى الفضاء يوم الخميس. تتبع صغير ، لكنه تحويلي.

أطلقت وكالة ناسا برنامج Imaging X-ray Polarimetry Explorer أو IXPE على متن صاروخ SpaceX Falcon 9 في الساعة 1 صباحًا شرق مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا. ثمن المركبة الفضائية هو ذلك بالضبط 188 مليون دولار مقارنة بميزانية جيمس ويب الهائلة 9.7 مليار دولار، ومن المتوقع أن يثبت علم الفلك شكلاً جديدًا. سيؤدي هذا ، لأول مرة ، إلى تصوير استقطاب الأشعة السينية في المدار ، وهي تقنية يمكن أن تزود علماء الفلك بذكاء لا مثيل له في أي تلسكوب آخر.

قال توماس جوربوسن ، المدير التنفيذي المشارك لمديرية المهام العلمية التابعة لوكالة ناسا: “إنها تعطينا معلومات عن بعض أغرب الأجسام وأكثرها روعة في الفضاء.

تم وضع IXPE (وضوحا “ix-pee” من قبل فريق البعثة) في مدار يزيد عن 340 ميلا من الأرض بعد إطلاقه. سيقوم التلسكوب بوضع أجهزته العلمية هناك لعدة أسابيع ، ويختبر معداته ويبدأ مهمته التي تستغرق عامين.

الأشعة السينية هي وسيلة فعالة لمراقبة الكون. فهي تخرج من أجسام عالية الطاقة ، وتسمح لعلماء الفلك بدراسة الظواهر – مثل النفاثات فائقة الحرارة أو الانفجارات النجمية بالقرب من الثقوب السوداء – بطريقة لا تستطيع الأطوال الموجية الأخرى ، مثل الضوء المرئي ، القيام بها. لكن لا يمكن دراسة الأشعة السينية إلا من الفضاء لأن الغلاف الجوي للأرض يمتصها في الغالب.

تم إطلاق العديد من التلسكوبات والأدوات الفضائية المتخصصة بالأشعة السينية في المدار ، وأبرزها مختبري Chandra X-ray التابع لناسا ومختبرات XMM-Newton التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي تم إطلاقهما في عام 1999. بمركبة فضائية كهذه ، أطلق العلماء أصول النجوم في غازات. رسم خريطة لتوزيع المادة المظلمة في مجموعات من السدم والمجرات ، من بين أعمال رائدة أخرى.

READ  كيف تصنع لقاحات MRNA: لتحسين ووقف الحوادث السعيدة

ال يميز استخدام قياس الاستقطاب بالأشعة السينية التصويرية IXPE عن سابقاتها. إذا كنت قد ارتديت يومًا ما زوجًا من النظارات الشمسية المستقطبة ، فقد تعلم أنها تستخدم شقوقًا رفيعة لحجب الضوء الأفقي ، لكن قلبها جانبيًا يمنع الضوء الرأسي. ينطبق نفس المبدأ على استقطاب الأشعة السينية. تقنية تسمح جزيئات الأشعة السينية لعلماء الفلك بمراقبة اتجاه حركتهم الشبيهة بالموجات عند وصولهم ، وكشف اتجاه المجالات الكهربائية والمغناطيسية الواردة. مسلحين بهذه البيانات ، يمكن لعلماء الفلك الحصول على معلومات إضافية من الأشعة السينية المنبعثة من الظواهر الفلكية.

بدلاً من مجرد مراقبة الأشعة السينية بأداة واحدة ، تحتوي المركبة الفضائية في الواقع على ثلاثة تلسكوبات منفصلة ، كل منها به 24 مرآة مركزة ، في نهاية صعود يبلغ طوله 13 قدمًا ، والذي سيستمر في الفضاء للأسبوع الأول من التلسكوب.

بمجرد وصول الأشعة السينية ، سيكونون هناك يركز عليه كل تلسكوب على ثلاثة كاشفات في نهاية الصعود. يحتوي كل جهاز كشف على 10 ملم من الهيليوم وغاز يسمى ثنائي ميثيل الأثير أو DME. هذا من شأنه أن يفضح استقطاب الأشعة السينية ، مما يخلق آثارًا في الغاز أثناء اصطدامها.

وقالت إليزابيث كاواسوتي ، مديرة برنامج وكالة الفضاء الإيطالية التي صممت أجهزة الكشف: “ستوفر هذه الكواشف صورة للقطبية”.

قال مارتن ويسكوب ، كبير المحللين في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، إنه كانت هناك محاولات عديدة لإجراء استقطاب الأشعة السينية في الفضاء من قبل. في عام 1971 ، أجرى الدكتور ويسكوب ملاحظة ناجحة لاستقطاب الأشعة السينية لسديم السلطعون في مجرتنا باستخدام صاروخ صوت يتجه لأعلى ولأسفل بشكل مستقيم ولكنه لم يدور في المدار. يقول الدكتور ويسكوب إن محاولة إطلاق مستقطب أكثر تقدمًا على متن المركبة الفضائية السوفيتية Spectrum-X في التسعينيات قد توقف بسبب سقوط الاتحاد السوفيتي.

READ  كرسي موسيقي؟ لماذا تغيير المواقع يمكن أن يقلل من الهباء الجوي الأوركسترالي.

قال: “لقد كنا ننتظر وقتًا طويلاً لمهمة استقطابية”.

أتى صبره والباحثون الآخرون ثماره خلال وكالة ناسا في عام 2017 IXPE المحدد كجزء من برنامج المستكشفين الصغار.

في غضون عامين منذ إطلاقها ، ستقوم مركبة الفضاء IXPE بتعقب أكثر من 100 هدف كوني ، بما في ذلك الثقوب السوداء والمستعرات الأعظمية والنجوم الغريبة.

يتمثل أحد أهداف التلسكوب في مراقبة دوران الثقوب السوداء الصغيرة نسبيًا التي يزيد وزنها عن شمسنا بعشرة أضعاف. يمكن أن يدرس استقطاب الأشعة السينية التأثيرات النسبية لهذه الثقوب السوداء ، حيث من المتوقع أن تتغير زاوية الاستقطاب لفوتونات الأشعة السينية الهاربة أثناء انتقالها عبر الزمكان المنحرف بشدة التي تسببها. دوران الثقب الأسود.

قال آدم إنجرام ، محاضر في الفيزياء الفلكية بجامعة نيوكاسل في المملكة المتحدة: “لأول مرة يمكننا محاولة قياس هذه التشوهات.

ستدرس IXPE أيضًا النجوم النيوترونية ، التي تبقى نواتها بعد انهيار النجوم العملاقة. يهتم العلماء بشكل خاص بالنجوم النيوترونية سريعة الدوران مثل النجوم النابضة والمغناطيسات الممغنطة للغاية.

من خلال صفر المغناطيس ، يرى الباحثون كيف أن قوانين الفيزياء مغطاة بالحديد. سيستكشف IXPE تأثير القرب من هذه النجوم الديناميكا الكهربائية الكمية، أو QED ، يجب أن يسبب استقطابًا عاليًا في جسيمات الأشعة السينية المنبعثة من الحقول المغناطيسية القوية جدًا.

تقول Ilaria Cayasso ، الباحثة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، “أساس فهمنا للفيزياء هو QED.” أتوقع أننا سوف نؤكد هذا التأثير.

في مكان آخر ، يمكن لـ IXPE إخبارنا المزيد عن لحظات انفجار نجم أو سوبر نوفا. تكشف بيانات المركبة الفضائية كيف يتفاعل جسم مقذوف من مستعر أعظم مع الوسط المجري المحيط ، والذي يحرث بسرعات عالية ، مما يؤدي إلى صدمة مقدمة. يمكن للإلكترونات أن تتحرك ذهابًا وإيابًا عبر مقدمة الصدمة ، وهو ما يسمى تسارع الصدمة الانتشاري.

READ  مهمة SpaceX: يقضي أربعة رواد فضاء خمسة أشهر في محطة الفضاء الدولية

قال الدكتور إنجرام: “هذه عملية مهمة للغاية في مجال علم الفلك ، لكننا لا نفهم التفاصيل بشكل كامل”. “يُعتقد أن بقايا المستعرات الأعظمية وراء سبب سطوعها للغاية.”

من المتوقع أن تستمر مهمة IXPE الأساسية لمدة عامين. ولكن إذا قامت ناسا بتمديد المهمة ، فإن المركبة الفضائية ستستمر ما يقرب من عقدين ، كما قال الدكتور ويسكوب. بمرور الوقت ، سيستكشف علماء الفلك أهدافًا أخرى ، مثل Sagittarius A * ، أكبر ثقب أسود في مركز مجرتنا. من خلال النظر إلى انعكاسات الأشعة السينية في السحب الغازية بالقرب من الثقب الأسود ، يمكنهم البحث عن دليل على زيادة نشاط القوس A * خلال القرون القليلة الماضية.

وقال الدكتور ويسكوب: “ما لم يكن الثقب الأسود ساطعًا منذ مئات السنين ، فلن يكون ساطعًا مثل الغيوم”. “يمكنك حساب المدة التي ستستغرقها الأشعة السينية للوصول إلى السحابة والقفز نحونا. هذا اختبار صعب للغاية.”

بالمقارنة مع التلسكوبات الفائقة مثل جيمس ويب ، قد يكون IXPE معتدلاً نسبيًا. لكنه يُظهر أيضًا اتساع نطاق علم الفلك الذي يسعى إليه العلماء الآن والطرق الجديدة التي يمكن من خلالها استخدام الآلات المتقدمة لاستكشاف كوننا.

استقطاب الأشعة السينية ، بمجرد فتح نافذة مغلقة في الفضاء – ومعها تفتح الأسرار الخفية.

قال د. قال سوربوشن.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here