تصاویر| نخستین‌هایی که با «هابل» ممکن شد

۳۶ سال قبل در چنین روزی تلسکوپ فضایی هابل به فضا پرتاب شد تا دید ما به جهان را برای همیشه دگرگون کند. به همین مناسبت در این گزارش قصد داریم به برخی از اولین دستاوردهایی که تنها با تلسکوپ هابل ممکن شدند، بپردازیم.

در روز ۲۴ آوریل سال ۱۹۹۰ (۴ اردیبهشت) شاتل فضایی دیسکاوری در ماموریتی موسوم به STS-۳۱ از مرکز فضایی کندی در فلوریدا به فضا پرتاب شد و پنج فضانورد و تلسکوپ فضایی هابل را با خود به فضا برد.

یک روز بعد هابل توسط شاتل فضایی دیسکاوری در فضا مستقر شد. بازوی سیستم کنترل از راه دور (RMS) ساخت کانادا که توسط فضانوردان از داخل کابین شاتل کنترل می‌شد، هابل را در طول مراحل قبل از استقرار که شامل گسترش صفحات آرایه خورشیدی و آنتن‌ها بود، قبل از رهاسازی تلسکوپ در فضا، بالای محفظه بار نگه داشته بود.

زمان زیادی از استقرار هابل نگذشته بود که نخستین تصاویر گرفته شده از فضا توسط این تلسکوپ فضایی به زمین فرستاده شد. در روز ۲۰ مه ۱۹۹۰، اولین نوردهی هابل با دوربین میدان دید باز و سیاره‌ای برای کمک به فوکوس هابل انجام شد. این تصویر وضوح بهبود یافته هابل را در مقایسه با رصدخانه‌های زمینی نشان می‌داد که ۵۰ درصد واضح‌تر از تصاویر زمینی بود. اما همین تصویر به کشف انحراف کروی در آینه هابل نیز منجر شد.

تنها یک هفته بعد ناسا اعلام کرد که آینه اصلی هابل دارای نقصی به نام انحراف کروی است که بر وضوح تصاویر تلسکوپ تأثیر می‌گذارد. انحنای آینه به اندازه دو میکرون یا یک و نیم برابر عرض موی انسان اختلاف داشت و همین باعث می‌شد تصاویر کمی تار باشند. اگرچه این میزان انحراف بسیار کم به نظر می‌رسد، اما ماموریتی برای سرویس‌رسانی به هابل برنامه‌ریزی شد.

نخستین ماموریت سرویس‌دهی به یک تلسکوپ در فضا

دوم دسامبر سال ۱۹۹۳ یعنی سه سال پس از پرتاب هابل، اولین ماموریت سرویس‌رسانی به یک تلسکوپ در فضا با نام STS-۶۱ آغاز شد. هفت فضانورد سوار بر شاتل فضایی اندیور از روز دوم تا ۱۳ دسامبر برای سرویس‌دهی به هابل به فضا رفتند و دو ابزار جدید روی هابل نصب کردند.

اولین ابزار، دوربین میدان دید باز و سیاره‌ای ۲ بود، دوربین جدیدی که اصلاحات داخلی برای انحراف کروی در آینه اصلی هابل را فراهم می‌کرد. ابزار دوم، تلسکوپ فضایی اصلاحی اپتیکی جایگزین محوری (COSTAR) بود که انحراف کروی را برای سایر ابزارهای موجود اصلاح می‌کرد. پس از موفقیت SM۱ مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل دیگر تار نبودند و مشاهدات هابل رسما از جهان پیرامون ما آغاز شد.

کشف راز حلقه ابرنواختر ۱۹۸۷A

در یکی از اولین نتایج علمی تلسکوپ، هابل بقایای ابرنواختر ۱۹۸۷A را مشاهده کرد. هابل با جزئیات بی‌سابقه‌ای، ویژگی‌هایی را در پوسته‌ای از مواد اطراف ابرنواختر آشکار کرد.  مشاهدات هابل از سال ۱۹۹۰ که بقایای ابرنواختر ۱۹۸۷A را با جزئیات شرح می‌داد، یک امتیاز غیرمنتظره نیز به همراه داشت: تعیین دقیق فاصله تا ابر ماژلانی بزرگ، یک کهکشان ماهواره‌ای از کهکشان راه شیری و خانه کهکشانی ابرنواختر. این فاصله با دقت پنج درصد، ۱۶۹ هزار سال نوری اندازه‌گیری شد.

اولین تصاویر هابل از سیاره مشتری و پلوتون

در مارس ۱۹۹۱، هابل اولین مشاهدات خود را از سیاره مشتری انجام داد. این تصاویر که در ۱۷ مه همان سال منتشر شدند، لکه سرخ بزرگ را نشان می‌دادند. ستاره‌شناسان همچنین تصاویر هابل از سیاره پلوتون را منتشر کردند که برای اولین بار جزئیاتی از سطح این سیاره کوتوله را آشکار می‌کرد. مشاهدات هابل تغییرات روشنایی روی سطح را نشان داد که می‌تواند ویژگی‌های توپوگرافی مانند حوضه‌ها یا برخورد باشد.

قمرها و حلقه‌های اطراف اورانوس کشف شدند

مشاهدات هابل از سیاره اورانوس منتشر شد که دو حلقه غول ‌پیکر و غبارآلود که قبلاً دیده نشده بودند را در اطراف این سیاره و همچنین دو قمر ناشناخته به نام‌های ماب و کوپید آشکار کرد. هابل همچنین نشان داد که مدار قمرهای داخلی اورانوس در طول دهه گذشته به طور قابل توجهی تغییر کرده است. دانشمندان همچنین با استفاده از هابل اعلام کردند که اولین تصاویر از ویژگی‌های سطحی تیتان، قمر زحل، را تهیه کرده‌اند. تیتان که بزرگتر از عطارد اما کوچکتر از مریخ است، جوی حدود چهار برابر چگال‌تر از جو زمین دارد و نیتروژن از اجزاء اصلی آن است.

اکسیژن در قمر اروپا کشف شد

ستاره‌شناسان اعلام کردند که با استفاده از هابل، وجود اکسیژن را در جو اروپا، قمر مشتری، شناسایی کرده‌اند. این اولین باری بود که ستاره‌شناسان اکسیژن را در جو یک قمر شناسایی کردند و تنها سومین جسم فراتر از زمین بود که دارای این عنصر گازی بود.

هابل از شیمی جهان اولیه پرده برداشت

ستاره‌شناسان اعلام کردند که عنصر کمیاب بور را در یک ستاره باستانی شناسایی کرده‌اند. این اولین باری بود که ستاره‌شناسان با استفاده از هابل عناصری از جهان اولیه را شناسایی می‌کردند و این کشف نشان می‌داد که این عنصر ممکن است گواهی بر رویدادهای پرانرژی باشد که با تولد کهکشان راه شیری ما رخ داده است.

هابل گامی بزرگ در تعیین سن جهان برداشت

ستاره‌شناسان با استفاده از هابل اعلام کردند که فاصله بسیار دقیق‌تری را تا کهکشان مسیه ۸۱ تعیین کرده‌اند و دریافتند که زمین ۱۱ میلیون سال نوری از آن فاصله دارد. تخمین‌های قبلی از ۴.۵ میلیون تا ۱۸ میلیون سال نوری متغیر بود. ستاره‌شناسان تنها با اندازه‌گیری دقیق فاصله تا کهکشان‌ها می‌توانند سرعت انبساط جهان و به نوبه خود سن آن را اصلاح کنند. در آن زمان، سن جهان بین ۱۰ تا ۲۰ میلیارد سال تخمین زده می‌شد. امروزه سن آن ۱۳.۸ میلیارد سال تخمین زده می‌شود.

انتشار عمیق‌ترین و دقیق‌ترین نمای جهان

ستاره‌شناسان تصویر میدان عمیق هابل را که عمیق‌ترین و دقیق‌ترین نمای جهان در آن زمان بود، منتشر کردند. این تصویر که از ۳۴۲ نوردهی جداگانه گرفته شده با دوربین میدان دید باز و دوربین سیاره‌ای ۲ طی ۱۰ روز متوالی در ماه دسامبر سال ۱۹۹۵ تشکیل شده است و ۱۵۰۰ کهکشان را در مراحل مختلف توسعه نشان می‌دهد. این تصویر بخش کوچکی از آسمان را نشان می‌دهد.

انتشار اولین تصویر از یک ستاره

ستاره‌شناسان اولین تصویر مستقیم از سطح یک ستاره غیر از خورشید را با کمک هابل منتشر کردند. تصویر هابل، ابط‌الجوزا، یک ستاره ابرغول سرخ نزدیک در صورت فلکی شکارچی را نشان داد. این رصد، یک جو فرابنفش عظیم و یک نقطه داغ مرموز را روی سطح ستاره نشان داد.

وجود ابرسیاهچاله‌ها تأیید شد

ستاره‌شناسان گزارش دادند که مشاهدات هابل وجود سیاهچاله‌های بسیار پر جرم را در مراکز کهکشان‌ها تأیید کرده است. ستاره‌شناسان کهکشان بیضوی غول‌پیکر مسیه ۸۷ را که در فاصله ۵۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد، بررسی کرده و شواهدی یافته‌اند که وجود یک جسم فروپاشیده گرانشی با چرخش سریع در هسته آن را تأیید می‌کند.

اثبات مستقیم ماده تاریک

ستاره‌شناسان با استفاده از هابل، رصدخانه اشعه ایکس چاندرای ناسا و تلسکوپ‌های زمینی، اثبات مستقیمی از ماده تاریک در خوشه کهکشانی E ۰۶۵۷-۵۶ را که به عنوان خوشه گلوله نیز شناخته می‌شود، منتشر کردند. همچنین ستاره‌شناسان با استفاده از هابل اعلام کردند که روش جدیدی برای اندازه‌گیری انرژی تاریک، نیروی مرموزی که جهان ما را با سرعت فزاینده‌ای از هم دور می‌کند، ابداع کرده‌اند.

هیدروژن گمشده کیهان پیدا شد

ستاره‌شناسان اعلام کردند که با استفاده از هابل، هیدروژن «گمشده» ‌ای را کشف کرده‌اند که در مه‌بانگ بزرگ ایجاد شده، اما به نظر می‌رسد پس از آن ناپدید شده است. آنها با مطالعه نور اختروش‌ها که از میان ابرهای گازی در مسیر خود به سمت زمین عبور می‌کردند، دریافتند که رشته‌های نامرئی هیدروژن در میان کهکشان‌ها در سراسر کیهان در حال حرکت هستند.

کشف اولین شواهد بصری مستقیم از رشد یک سیاره

ستاره‌شناسان تصاویری از هابل منتشر کردند که اولین شواهد بصری مستقیم از واحدهای سازنده سیاره‌ای در دیسک‌های غبارآلود اطراف ستارگان جوان را ارائه می‌داد. دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای در سحابی جبار در فاصله تقریبی ۱۵۰۰ سال نوری از زمین واقع شده‌اند.

اولین جو سیاره فراخورشیدی که مستقیما بررسی شد

ستاره‌شناسان اعلام کردند که هابل اولین اندازه‌گیری مستقیم از جو یک سیاره فراخورشیدی را انجام داده است. هابل سدیم را در جو سیاره‌ای که به دور یک ستاره خورشید مانند در فاصله ۱۵۰ سال نوری به نام HD ۲۰۹۴۵۸ می‌چرخد، شناسایی کرد و پس از آن اولین مولکول آلی در یک سیاره فراخورشیدی کشف شد. ستاره‌شناسان هابل از کشف متان در جو یک سیاره فراخورشیدی خبر دادند. این مولکول که در سیاره‌ای به اندازه مشتری به نام HD ۱۸۹۷۳۳b یافت شد، اولین مولکول آلی بود که در جو سیاره‌ای که به دور ستاره‌ای غیر از خورشید می‌چرخد، شناسایی شد.

یک تصویر ماندگار از هابل

تولد ستاره در سحابی عقاب به یکی از مشهورترین تصاویر فضایی هابل تبدیل شد. تصویر نمادین هابل از ستون‌های بلند گاز و غبار در سحابی عقاب (M۱۶) که با نام مستعار ستون‌های آفرینش شناخته می‌شود، ستارگان تازه متولد شده را نشان می‌دهد که از توده‌های متراکم گاز بین ستاره‌ای بیرون می‌آیند. این تصویر توجه بسیاری از افراد را در سراسر جهان به خود جلب کرد.

تا کنون بیش از ۲۰ هزار مقاله با استفاده از داده‌های هابل منتشر شده است و همین جایگاه هابل را به عنوان یکی از پربارترین تلاش‌های نجومی در تاریخ تثبیت کرده است. استفاده از داده‌های هابل به انجام تحقیقات بی‌نظیری منجر شده است که برای برخی دانشمندان جایزه نوبل را نیز به همراه داشته است.

آدام ریس، عضو گروه علمی هابل و ستاره‌شناسان دیگر، جایزه نوبل فیزیک را از آکادمی سلطنتی علوم سوئد برای کشف اینکه انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است، دریافت کردند. ستاره‌شناسان از داده‌های هابل و همچنین داده‌های چندین تلسکوپ زمینی استفاده کرده بودند.

تلسکوپ فضایی هابل نه ‌فقط یک ابزار رصدی، بلکه نقطه عطفی در تاریخ علم بود که مرزهای شناخت ما از جهان را دگرگون کرد. نخستین‌ دستاوردهای هابل، همگی نشان دادند که چگونه یک چشمِ تیزبین در مدار زمین می‌تواند درک ما از زمان، فضا و منشأ جهان را دگرگون کند.

۳۶ سال پس از پرتاب، میراث هابل همچنان زنده است؛ میراثی که نه ‌تنها در داده‌های علمی، بلکه در الهام‌بخشی به نسل‌های جدید پژوهشگران و شکل ‌دادن به مأموریت‌های پیشرفته‌تر ادامه دارد. هابل ثابت کرد که گاهی «اولین نگاه» می‌تواند برای همیشه دید ما به جهان را تغییر دهد.

منبع: ایسنا