۱۰ تلسکوپ بزرگ روی زمین

بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های جهان معمولا در اکتشاف‌های فضایی جدید موفق‌تر هستند، زیرا توانایی بیشتری در جمع‌آوری نور دارند و می‌توانند تاریخچه کیهان را از فواصل چشمگیر کاوش کنند. با وجود اینکه رصدخانه‌های فضایی مانند تلسکوپ فضایی هابل (HST) و تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به میدان عمل نزدیک‌تر هستند، تلسکوپ‌های زمینی می‌توانند ابعاد بزرگ‌تری را پوشش دهند و محدودیت وزنی بسیار کمتری دارند.

وقتی تلسکوپ‌های زمینی در یک مکان خوب با دید وسیع آسمان ساخته می‌شوند، برخلاف تلسکوپ‌های فضایی که باید در زمان مناسب در مکان مناسب قرار گیرند، می‌توانند روی محدوده‌ای از مناطق یا رویدادهای خاص تمرکز کنند. بعضی از بزرگ‌ترین تلسکـوپ‌ها به‌ عنوان چشمان زمین برای کشف ابرنواخترها، کهکشان‌ها و سایر اجرام دور عمل می‌کنند. در این مقاله با ما همراه باشید تا 10 مورد از بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های فعال و در حال توسعه امروزی را بررسی کنیم.

1. تلسکوپ هابی ابرلی

• مکان: تگزاس، ایالات متحده
• نوع: نوری
• قطر: ۳۲ فوت (۱۰ متر)

قبل از موفقیت به‌ عنوان یکی از بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های نوری جهان، طراحی هابی ابرلی منحصر به‌ فرد بود. یکی از عناصری که به متمایز شدن آن از تلـسکوپ‌های موجود کمک کرد این بود که آینه آن همیشه در زاویه ۵۵ درجه از افق قرار دارد. زاویه آینه ممکن است محدودکننده به‌ نظر برسد ولی با کمک مکانیسم چرخشی خود می‌تواند ۷۰درصد از آسمان قابل‌ مشاهده را رصد کند. آینه این تلـسکوپ ۹۱ بخش شش ضلعی برای جمع‌آوری نور مرئی دارد.

قابل‌توجه‌ترین کشف هابی ابرلی نوری بود که از یک اختروش بسیار دور سرچشمه می‌گرفت. اختروش یک جرم فوق‌العاده درخشان است که انرژی خود را از یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم به‌دست می‌آورد. این اختروش به‌ قدری دور بود که وقتی نور آن شروع به حرکت به سمت زمین کرد، عمر زمین فقط یک هشتم عمر فعلی آن بود.

2. تلسکوپ‌های کک

• مکان: مائونا کیا، هاوایی
• نوع: نوری و مادون قرمز
• قطر: ۳۲.۸ فوت (۱۰ متر)

با وجود اینکه تلسکوپ‌های دوقلوی رصدخانه کک روی زمین قرار دارند، قادر هستند فاصله دورتری را نسبت به تلـسکوپ معروف هابل رصد کنند. به‌ همین دلیل، حدود یک چهارم مشاهده‌های انجام‌شده توسط ستاره‌شناسان ایالات متحده با استفاده از آن‌ها انجام می‌شود.

کک بالاترین بازده علمی را بین تمام تلسکوپ‌های زمینی فراهم می‌کند. با ترکیب تلسکوپ‌های نوری و مادون قرمز، این رصدخانه تصاویر واضحی در طیف نور مرئی تولید می‌کند و همچنین به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا با استفاده از فروسرخ، اعماق فضا را ببینند.

بعضی از تصاویر باورنکردنی کشف‌شده توسط ترکیب این دو تلسکوپ شامل تولد ستاره‌ها است که درخششی قابل‌مشاهده ایجاد کرده و همچنین گاز اطراف را گرم می‌کند که با استفاده از مادون قرمز قابل‌شناسایی است.

این رصدخانه در نزدیکی خط استوا و در بالای آتشفشان خاموش هاوایی به اسم مائونا کیا قرار دارد. هر تلسکـوپ از ۳۶ آینه تشکیل شده است که به هم وصل هستند و یک صفحه بزرگ را می‌سازند. این دو تلسـکوپ که در گنبدهای‌عایق بندی‌شده قرار دارند، در دمای کمی زیر صفر فعالیت می‌کنند تا گرما در تصاویر مادون قرمز تداخل ایجاد نکند.

3. تلسکوپ بزرگ جزایر قناری (GTC)

• مکان: لا پالما، اسپانیا
• نوع: نوری و مادون قرمز
• قطر: ۳۴.۱ فوت (۱۰.۴ متر)

این تلسکـوپ پرتراکم‌ترین خوشه کهکشانی را کشف کرد.

4. تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی (SALT)

• مکان: کارو، آفریقای جنوبی
• نوع: نوری
• قطر: ۳۶ فوت (۱۱ متر)

طراحی تلسکوپ SALT تقریبا شبیه هابی ابرلی است، زیرا از موفقیت مدل قبلی خود الهام گرفته است. این تلـسکوپ همان تعداد پنل شش ضلعی دارد که برای بهبود میدان دید و کیفیت تصویر دوباره طراحی شده‌اند. آینه‌های SALT همچنین لایه‌های فلزی دارند که حساسیت آن‌ها را به طول موج‌های کوتاه بیشتر می‌کند. یکی از اکتشاف‌های برتر SALT اولین تپ‌اختر کوتوله سفید است. تپ‌اختر بقایای یک کوتوله سفید است که به‌ سرعت در حال چرخش است.

5. آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA)

• مکان: صحرای آتاکاما، شیلی
• نوع: رادیویی
• قطر: ۳۹.۴ فوت (۱۲ متر)

ALMA از ۶۶ تلسکوپ رادیویی تشکیل شده است. از این مجموعه، ۵۴ تـلسکوپ قطر ۳۹.۴ فوتی (۱۲ متر) و ۱۲ تلسکوپ قطر ۲۳ فوتی (هفت متر) دارند. این تلسکوپ‌ها که در مجموع به‌ عنوان تداخل سنج نجومی شناخته می‌شوند، برای ایجاد یک تصویر واضح با یکدیگر همکاری می‌کنند.

وقتی این آرایه در ترکیب‌های مختلف به‌ کار گرفته شود، دامنه دید متفاوتی فراهم می‌کند که برای هدف قرار دادن مناطق کهکشانی موردنظر ایده‌آل است. یکی از کشف‌های پیشگامانه که توسط ALMA انجام شد، دورترین اکسیژن در فضا بود. این رکوردی است که تلسـکوپ‌ها بیش از یک بار شکسته‌اند.

دورترین اکسیژن کشف‌شده در فضا ۱۳.۲۸میلیارد سال نوری از ما فاصله داشت و شواهدی از آن توسط ALMA در سال ۲۰۱۸ کشف شد. به‌ دلیل انبساط کیهان، نور مادون قرمزی که از این اکسیژن ساطع شده بود به امواج مایکروویو تبدیل شد. سیگنال اکسیژن یونیزه‌شده در کهکشان MACS1149-JD1 به‌ دست آمد.

6. تلسکوپ بزرگ ماژلان (GMT)

• مکان: صحرای آتاکاما، شیلی
• نوع: نوری
• قطر: ۸۰ فوت (۲۴.۵ متر)

GMT که قرار است در سال ۲۰۲۹ تکمیل شود، قادر خواهد بود تصاویری ۱۰ برابر واضح‌تر از هابل تولید کند.

7. تلسکوپ سی متری (TMT)

• مکان: مائونا کیا، هاوایی
• نوع: نوری و مادون قرمز
• قطر: ۹۸ فوت (۳۰ متر)

این پروژه در حال حاضر به‌ عنوان بخشی از همکاری بین ژاپن (موسسه ملی علوم طبیعی و رصدخانه ملی نجوم)، ایالات متحده (کلتک و دانشگاه کالیفرنیا)، کانادا (شورای تحقیقات ملی کانادا)، چین (رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین) و هند (دپارتمان علوم و فناوری هند) در حال انجام است.

نام این تلسـکوپ به اندازه آینه اصلی بزرگ آن اشاره می‌کند که از ۴۹۲ پانل شش‌ضلعی تشکیل شده است. بین هر آینه ۵۶.۶ اینچی (۱.۴۴ متری) فقط ۲.۵ میلی‌متر (۰.۱اینچ) فاصله وجود دارد. این تلسکـوپ در ارتفاع ۱۳۱۶۳ فوتی (۴۰۱۲ متری) قرار دارد و برای تجزیه و تحلیل سیاهچاله‌های موجود در قلب کهکشان راه شیری و سایر کهکشان‌ها به‌کار می‌رود.

8. آرایه کیلومتر مربعی (SKA)

• مکان: استرالیا و آفریقای جنوبی
• نوع: آرایه فازی، رادیویی
• قطر: ۵۱۲ x ۴۹.۲ فوت (۵۱۲ x ۱۵ متر)

اگرچه اندازه هر کدام از تلسـکوپ‌های این پروژه به اندازه بعضی از موارد قبلی نیست، مقیاس پیش‌بینی‌شده آن بسیار بزرگ‌تر است.

منطقه کارو در آفریقای جنوبی و مورچیسون شایر در استرالیای غربی که برای مناطق بسیار دورافتاده‌شان انتخاب شده‌اند، میزبان این آرایه‌های تلسـکوپی رادیویی عظیم خواهند بود. استرالیا قرار است بزرگ‌ترین سایت مجموعه باشد و ۵۱۲ تلسکوپ را در خود جا خواهد داد. ایستگاه آفریقای جنوبی نیز میزبان ۲۰۰ تلسکوپ خواهد بود.

دانشمندان تخمین می‌زنند که نتیجه این پروژه آرایه‌های تلسـکوپی خواهد بود که ۱۰۰ برابر حساس‌تر از پروژه‌های برتر امروزی هستند و زمان بررسی آسمان حدود یک میلیون برابر سریع‌تر خواهد بود. تاریخ تکمیل این پروژه سال ۲۰۲۸ است و انتظار می‌رود آرایه‌ها برای حدود پنج دهه استفاده شوند.

9. تلسکوپ بس‌بزرگ (ELT)

• مکان: صحرای آتاکاما، شیلی
• نوع: نوری و مادون قرمز
• قطر: ۱۲۸ فوت (۳۹.۳ متر)

تلسـکوپ بس‌بزرگ که توسط رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) طراحی شده است و قرار است در سال ۲۰۲۷ تکمیل شود، اهداف بسیار بالایی دارد. بعضی از اهداف مهم این پروژه عبارتند از کشف سیاره‌های مشابه زمین و جستجوی حیات فراتر از منظومه شمسی.

با توجه به مساحت قابل‌توجه سطح آینه آن که ۱۰۵۲۷ فوت مربع (۹۷۸ متر مربع) است، ELT قادر خواهد بود ۱۰۰ میلیون برابر بیشتر از چشم انسان نور جمع‌آوری کند. این تلسـکوپ در یک گنبد چرخشی بزرگ به ارتفاع ۲۶۲ فوت (۸۰ متر) قرار خواهد گرفت که وزن آن تقریبا ۶ هزار تن خواهد بود. پایه‌های محکم این تلسـکوپ در ابتدای سال ۲۰۲۲ تکمیل شد.

10. تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری (FAST)

• مکان: گوئیژو، چین
• نوع: رادیویی
• قطر: ۱۶۴۰ فوت (۵۰۰ متر)

FAST در سال ۲۰۲۰ افتتاح شد و در حال حاضر بزرگ‌ترین تلسکوپ زمینی تک‌بشقابی جهان است.

نتیجه

از زمانی که تلسکوپ اختراع شد باعث پیشرفت های بزرگی در علم نجوم بوجود آمد. هنوز هم این تحقیقات و مطالعات در حال انجام است و همچنان تلسـکوپ ها به این مطالعات کمک می کنند. شما هم اگر به رصد آسمان علاقه دارید می توانید با خرید تلسکوپ به این علاقمندی خود برسید. شما در سایت موسسه طبیعت آسمان شب می توانید خرید تلسکوپ مد نظر خود را به راحتی انجام دهید.

۱۰ سوال متداول درباره بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های جهان

۱. بر اساس این لیست، بزرگ‌ترین تلسکوپ تک‌بشقابی جهان کدام است؟

تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری (FAST) در چین، با قطر ۱۶۴۰ فوت (۵۰۰ متر)، در حال حاضر بزرگ‌ترین تلسکوپ رادیویی تک‌بشقابی در جهان است.

۲. چرا با وجود تلسکوپ‌های فضایی مانند هابل، هنوز تلسکوپ‌های زمینی غول‌پیکر ساخته می‌شود؟

تلسکوپ‌های زمینی می‌توانند آینه‌های بسیار بزرگ‌تری نسبت به تلسکوپ‌های فضایی داشته باشند (زیرا محدودیت وزن برای پرتاب به فضا را ندارند). آینه بزرگ‌تر به معنای توانایی جمع‌آوری نور بیشتر و مشاهده اجرام کم‌نورتر و دورتری است. همچنین، تعمیر و ارتقاء آن‌ها بسیار آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر است.

۳. چرا بسیاری از این تلسکوپ‌ها در مکان‌های خاصی مانند صحرای آتاکاما در شیلی یا قله‌های هاوایی ساخته شده‌اند؟

این مکان‌ها به دلیل داشتن آسمانی بسیار صاف و تاریک (آلودگی نوری کم)، ارتفاع زیاد (که باعث رقیق شدن جو و کاهش اعوجاج می‌شود) و شرایط آب و هوایی خشک و پایدار، بهترین نقاط روی زمین برای رصد نجومی محسوب می‌شوند.

۴. منظور از «آرایه تلسکوپی» مانند ALMA یا SKA چیست و چگونه کار می‌کند؟

یک آرایه، مجموعه‌ای از چندین تلسکوپ رادیویی است که با یکدیگر به صورت هماهنگ کار می‌کنند تا یک تلسکوپ مجازی غول‌پیکر را شبیه‌سازی کنند. این تکنیک که به آن «تداخل‌سنجی» می‌گویند، به اخترشناسان اجازه می‌دهد تا به وضوح تصویری دست یابند که معادل یک تلسکوپ با قطری برابر با فاصله بین دورترین آنتن‌هاست.

۵. تفاوت اصلی بین تلسکوپ نوری و تلسکوپ رادیویی چیست؟

• تلسکوپ نوری (Optical): نوری را که با چشم انسان قابل دیدن است، جمع‌آوری می‌کند تا تصاویری از ستاره‌ها، کهکشان‌ها و سحابی‌ها ایجاد کند.
• تلسکوپ رادیویی (Radio): امواج رادیویی نامرئی را که از اجرام کیهانی (مانند تپ‌اخترها یا گازهای سرد بین ستاره‌ای) ساطع می‌شود، دریافت و به تصویر تبدیل می‌کند.

۶. تلسکوپ‌های نسل آینده مانند تلسکوپ بس‌بزرگ (ELT) چه اهداف اصلی را دنبال می‌کنند؟

بر اساس مقاله، اهداف اصلی این تلسکوپ‌ها بسیار جاه‌طلبانه است و شامل کشف سیاره‌های مشابه زمین در اطراف ستاره‌های دیگر، بررسی جو این سیارات و جستجو برای یافتن نشانه‌های حیات فراتر از منظومه شمسی ما می‌شود.

۷. چه چیزی تلسکوپ‌های دوقلوی کک (Keck) را تا این حد قدرتمند کرده است؟

قدرت آن‌ها در ترکیب توانایی‌های نوری و مادون قرمز است. آن‌ها نه تنها می‌توانند نور مرئی را ببینند، بلکه با استفاده از مادون قرمز، می‌توانند به درون غبارهای کیهانی نفوذ کرده و فرآیندهایی مانند تولد ستاره‌ها را مشاهده کنند. همچنین، این دو تلسکوپ می‌توانند با هم به عنوان یک تداخل‌سنج کار کنند.

۸. طراحی منحصر به فرد تلسکوپ هابی-ابرلی (Hobby-Eberly) چیست؟

برخلاف اکثر تلسکوپ‌ها که می‌توانند به هر نقطه‌ای از آسمان بچرخند، آینه اصلی این تلسکوپ همیشه در یک زاویه ثابت ۵۵ درجه قرار دارد. اگرچه این موضوع محدودکننده به نظر می‌رسد، اما با چرخش کل ساختار تلسکوپ، این دستگاه همچنان قادر است ۷۰ درصد از آسمان قابل مشاهده را رصد کند.

۹. چرا داشتن آینه یا دیش با قطر بزرگ‌تر، به تلسکوپ توانایی بیشتری می‌دهد؟

زیرا توانایی جمع‌آوری نور یک تلسکوپ مستقیماً به مساحت آینه یا دیش آن بستگی دارد. یک آینه بزرگ‌تر مانند یک سطل بزرگ‌تر برای جمع‌آوری باران عمل می‌کند؛ هرچه بزرگ‌تر باشد، نور بیشتری از اجرام کم‌نور و دوردست جمع‌آوری کرده و در نتیجه می‌توان اجرامی را دید که با تلسکوپ‌های کوچک‌تر قابل مشاهده نیستند.

۱۰. مهم‌ترین انواع اکتشافاتی که توسط این تلسکوپ‌های بزرگ انجام شده، چه بوده‌اند؟

بر اساس مقاله، این تلسکوپ‌ها اکتشافات پیشگهرانه‌ای داشته‌اند، از جمله: کشف یک اختروش بسیار دور (تلسکوپ هابی-ابرلی)، شناسایی اولین تپ‌اختر کوتوله سفید (تلسکوپ SALT) و یافتن دورترین اکسیژن مشاهده‌شده در کیهان (آرایه ALMA).