1

سال جاری، اخترشناسان در انتظار جهشی بزرگ در درک ما از منظومه شمسی هستند؛ جهشی که به لطف یک رصدخانه قدرتمند جدید در شیلی محقق خواهد شد.

به زودی میلیون‌ها سیارک، دنباله‌دار و سیاره کوچک که پیش از این دیده نشده بودند، در میدان دید قرار می‌گیرند و جزئیاتی بی‌سابقه از همسایگی کیهانی ما ارائه خواهند کرد.

رصدخانه ورا سی. روبین: قلب این تحول

معرفی رصدخانه

در مرکز این پیشرفت، رصدخانه ورا سی. روبین قرار دارد که در حال حاضر در نزدیکی تکمیل در کوه سرو پاچون در شمال شیلی است. با آغاز به کار کامل این رصدخانه، دانش ما از اجرام کوچک منظومه شمسی به طرز چشمگیری گسترش خواهد یافت.

اجرام مورد مطالعه

این اجرام شامل سیارک‌های نزدیک به زمین تا اجرام دوردستی هستند که در کمربند کویپر قرار دارند؛ بقایایی که از زمان شکل‌گیری سیارات، بیش از ۴.۵ میلیارد سال پیش، باقی مانده‌اند.

بررسی دقیق آسمان

تلسکوپ سیمونی: ابزار انقلابی

رصدخانه روبین مجهز به تلسکوپ سیمونی با آینه‌ای به قطر ۸.۴ متر و طراحی نوآورانه سه‌آینه‌ای است.

دوربین LSST: بزرگ‌ترین دوربین دیجیتال نجومی

این مجموعه همچنین دارای دوربین LSST (طرح میراثی بررسی فضا و زمان) است که بزرگ‌ترین دوربین دیجیتال ساخته‌شده برای نجوم به شمار می‌رود. این دوربین دارای وضوح ۳.۲ گیگاپیکسل و میدان دیدی به وسعت ۹.۶ درجه مربع است؛ چیزی در حدود ۴۵ برابر اندازه ماه کامل در آسمان.

حجم داده‌های بی‌سابقه

در مدت ده سال، این سیستم به طور مداوم کل آسمان قابل مشاهده را بررسی خواهد کرد، تصاویری متوالی از فعالیت‌های سماوی ثبت می‌کند و هر شب حدود ۲۰ ترابایت داده تولید خواهد کرد.

کشفیات پیش‌بینی‌شده در منظومه شمسی

نرم‌افزار Sorcha: شبیه‌ساز انحصاری

برای پیش‌بینی آنچه رصدخانه روبین کشف خواهد کرد، اخترشناسان نرم‌افزار منبع باز و منحصر به فردی به نام Sorcha توسعه داده‌اند. این نرم‌افزار برنامه‌ریزی مشاهده آسمان رصدخانه را تحلیل می‌کند و بهترین مدل‌های توزیع اجرام کوچک در سراسر منظومه شمسی را به کار می‌گیرد.

اهمیت شبیه‌سازی دقیق

مگ شوامب، پژوهشگر دانشگاه کوئینز بلفاست و طراح اصلی این نرم‌افزار می‌گوید:
«نرم‌افزارهای شبیه‌سازی دقیق مانند Sorcha حیاتی هستند. این ابزار به ما می‌گوید که روبین چه چیزی کشف خواهد کرد و چگونه باید آن را تفسیر کنیم. دانش ما از اجرامی که منظومه شمسی زمین را پر کرده‌اند، به‌زودی به‌طرز انفجاری و سریعی گسترش می‌یابد.»

Sorcha اولین نرم‌افزاری است که کل فرایند شناسایی رصدخانه روبین، از تصویربرداری تا طبقه‌بندی اجرام، را شبیه‌سازی می‌کند. این ابزار به پژوهشگران امکان می‌دهد تخمین بزنند چه تعداد و چه نوع اجرامی در این پروژه کشف خواهد شد.

ثبت فسیل‌های فضایی

منظومه شمسی فراتر از سیارات

منظومه شمسی فقط شامل هشت سیاره و قمرهای آن‌ها نیست؛ بلکه ده‌ها میلیون جرم کوچک یخی و سنگی را نیز در بر می‌گیرد که همانند فسیل‌ها، سرنخ‌هایی درباره نحوه شکل‌گیری سیارات، مهاجرت آن‌ها و حتی چگونگی رسیدن آب و مواد آلی به زمین در خود حفظ کرده‌اند.

سرعت بی‌سابقه در کشف اجرام

جیک کرلندر، دانشجوی دکتری دانشگاه واشنگتن می‌گوید:
«برای کشف اولین ۱.۵ میلیون سیارک، ۲۲۵ سال رصد نجومی زمان برد. اما روبین این تعداد را در کمتر از یک سال دو برابر خواهد کرد.»

سرشماری بی‌سابقه در منظومه شمسی

شبیه‌سازی‌ها چه می‌گویند؟

بر اساس شبیه‌سازی‌های Sorcha، روبین فهرست اجرام منظومه شمسی را به طور کامل متحول خواهد کرد. پژوهشگران انتظار دارند این رصدخانه ۱۲۷ هزار جرم نزدیک به زمین را شناسایی کند؛ یعنی بیش از سه برابر تعداد فعلی که حدود ۳۸ هزار عدد است.

کمک به دفاع سیاره‌ای

نکته مهم اینکه این کشفیات شامل بیش از ۷۰ درصد از سیارک‌های بالقوه خطرناک با قطر بیش از ۱۴۰ متر می‌شود؛ موضوعی که به طور چشمگیری به تلاش‌های جهانی برای دفاع از زمین کمک خواهد کرد.

کشف میلیون‌ها سیارک جدید

پیش‌بینی می‌شود این تلسکوپ بیش از پنج میلیون سیارک کمربند اصلی را کشف کند؛ رقمی نزدیک به چهار برابر جمعیت شناخته‌شده کنونی. حدود یک‌سوم این اجرام با دقت رنگ و داده‌های چرخشی ردیابی خواهند شد و این اطلاعات به دانشمندان کمک می‌کند تاریخچه و ترکیب آن‌ها را بازسازی کنند.

نگاه جدید به جهان‌های باستانی

تروجان‌های مشتری: هدف هیجان‌انگیز

یکی از اهداف جذاب این پروژه، تروجان‌های مشتری هستند؛ اجرام باستانی که در نقاط پایداری موسوم به نقاط لاگرانژ در مدار مشتری به دور خورشید می‌چرخند. انتظار می‌رود روبین حدود ۱۰۹ هزار عدد از آن‌ها را کشف کند؛ بیش از هفت برابر تعداد فعلی. این کشف می‌تواند اطلاعات ارزشمندی از مواد اولیه و دست‌نخورده منظومه شمسی اولیه ارائه دهد.

کشفیات در کمربند کویپر

در فاصله‌های دورتر، پیش‌بینی می‌شود روبین ۳۷ هزار جرم ترانس-نپتونی در کمربند کویپر را شناسایی کند؛ یعنی ده برابر تعداد شناخته‌شده امروز. این یافته‌ها می‌توانند جزئیات مهمی درباره حرکات اولیه نپتون و شکل‌گیری لبه‌های بیرونی منظومه شمسی آشکار کنند.

بررسی سنتورها

رصدخانه همچنین بین ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ سنتور را شناسایی خواهد کرد؛ اجرام غیرمعمول با مدارهای ناپایدار که بین سیارات غول‌پیکر قرار دارند. بسیاری از این سنتورها در نهایت به دنباله‌دارهای کوتاه‌دوره تبدیل می‌شوند. روبین اولین نگاه عمیق به این مرحله انتقالی را فراهم خواهد کرد.

بهبود حفاظت از زمین

ماریو یوریک، اخترشناس دانشگاه واشنگتن و از اعضای کلیدی تیم پردازش داده‌های منظومه شمسی رصدخانه روبین می‌گوید:
«با این داده‌ها می‌توانیم کتاب‌های درسی شکل‌گیری منظومه شمسی را به‌روز کنیم و توانایی خود را در شناسایی و شاید حتی انحراف سیارک‌هایی که می‌توانند زمین را تهدید کنند، به‌طور چشمگیری بهبود ببخشیم.»

نگاهی جدید به اجرام منظومه شمسی

رصدخانه روبین فراتر از شمارش اجرام کوچک عمل خواهد کرد. این رصدخانه هر جرم را بارها با فیلترهای مختلف رصد می‌کند و رنگ سطح آن‌ها را آشکار می‌سازد. بیشتر بررسی‌های قبلی فقط از یک فیلتر استفاده کرده‌اند که اطلاعات قابل استخراج را محدود می‌کرد.

جو مورتاگ، دانشجوی دکتری دانشگاه کوئینز می‌گوید:
«فهرست اجرام منظومه شمسی که با LSST تهیه می‌شود، همانند گذر از تلویزیون سیاه و سفید به تلویزیون رنگی با کیفیت درخشان خواهد بود.»

مدیریت داده‌های عظیم

زیگفرید اگِل، مهندس هوافضا در دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین، اهمیت Sorcha در مدیریت سیل عظیم داده‌ها را برجسته می‌کند:
«فقط با تصحیح سوگیری‌های الگوی مشاهده پیچیده LSST می‌توانیم داده‌های خام را به بازتابی واقعی از تاریخ منظومه شمسی تبدیل کنیم؛ اینکه سیارات کجا شکل گرفته‌اند و چگونه طی میلیاردها سال مهاجرت کرده‌اند. Sorcha در این زمینه بازی را تغییر می‌دهد.»

شروع عصر جدید رصدگری

رصدخانه روبین اولین تصاویر عمومی خود از منظومه شمسی را در رویداد “اولین نگاه” در تاریخ ۲۳ ژوئن منتشر خواهد کرد. آغاز کامل عملیات علمی این رصدخانه در اواخر سال پیش‌بینی می‌شود.

با آمادگی Sorcha و دوربین LSST، اخترشناسان سراسر جهان خود را برای یک انقلاب در درک منظومه شمسی آماده می‌کنند.