من المقرر إطلاق تلسكوب فضائي جديد في يناير/كانون الثاني 2024، وسينظر إلى الكون من خلال “عين جراد البحر” الثورية، بحثًا عن انفجارات الأشعة السينية التي تنبع من بعض أقوى الظواهر الكونية، بما في ذلك تغذية الثقوب السوداء، وتصادم النجوم النيوترونية، والنجوم النيوترونية. انفجار النجوم.
لم يُسمَّى لغيره البرت اينشتاينمسبار أينشتاين هو جهد مشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، ومعهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض (MPE)، والأكاديمية الصينية للعلوم (CAS).
ستمتلك هذه المركبة الفضائية أدوات أشعة سينية حساسة للغاية من الجيل التالي وستظهر مجال رؤية واسعًا بشكل استثنائي، مما يسمح للعلماء بتحديد الأحداث الجديدة ودراستها بالتفصيل.
“إن الكون هو مختبرنا الوحيد الذي يدرس العمليات الأكثر نشاطًا،” إريك كولكرز، عالم مشروع مسبار أينشتاين التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، قال في بيان. “إن المهمات مثل مسبار أينشتاين ضرورية لتعزيز فهمنا لهذه العمليات ومعرفة المزيد عن الجوانب الأساسية لفيزياء الطاقة العالية.”
متعلق ب: تكشف الأشعة السينية كيف أصبح مستعر أعظم تايكو البالغ من العمر 450 عامًا مسرعًا عملاقًا للجسيمات الكونية
اكتشاف أعنف الأحداث في الكون
تنبعث الأشعة السينية من أحداث قوية وعنيفة مثل المستعرات الأعظم، والتي يتم إطلاقها منها عندما تنهار نوى النجوم المحتضرة. إنها مرتبطة بشكل مباشر بالمواد النجمية التي يتم تمزيقها قبل أن يتم استهلاكها الثقوب السوداء أيضًا، بالإضافة إلى اصطدامات النجوم فائقة الكثافة والتي ماتت بالفعل والتي تسمى النجوم النيوترونية.
ونظرًا لأن هذه الأحداث الكونية العنيفة غالبًا ما تكون قصيرة العمر، فإن ضوء الأشعة السينية المنبعثة منها يمكن أن يكون متغيرًا للغاية ولا يمكن التنبؤ به. يمكن أن يظهر هذا الضوء ويختفي، ويسطع ويخفت بسرعة لا تصدق، وغالبًا ما يظهر في السماء للحظة وجيزة فقط قبل أن يختفي لفترات طويلة، هذا إذا ظهر مرة أخرى على الإطلاق.
إن اكتشاف هذه الأشعة السينية أمر مرغوب فيه للغاية بالنسبة للعلماء، لأن المعلومات المشفرة داخل هذا الضوء عالي الطاقة هي معلومات حول المصدر الذي أنتجها. وهذا يعني أنه من خلال مراقبة الأشعة السينية، يمكن لمسبار أينشتاين أن يساعد العلماء على فك تشفير مثل هذه الأحداث، بينما يمكّن علماء الفلك في الوقت نفسه من تحديد مصادر جديدة للأشعة السينية.
لأن تصادمات النجوم النيوترونية تنبعث منها الأشعة السينية و موجات الجاذبية – تنبأ به أينشتاين لأول مرة في نظريته عام 1915 جاذبية النسبية العامة – يمكن لمسبار أينشتاين أن يساعد كاشفات موجات الجاذبية في تحديد مصدر هذه التموجات الصغيرة في فضاء–وقت التي سافرت عبر ملايين أو حتى مليارات السنين الضوئية.
وهذا يمكن أن يساعد العلماء في نهاية المطاف على مراقبة هذه الاصطدامات قبل أن تتلاشى، مما يكشف المزيد عن ديناميكيات أحداث الاصطدام هذه والفيزياء الفريدة التي تحدث حولها. على سبيل المثال، من المعروف أن العناصر الثقيلة مثل الذهب تنشأ في أعقاب النجم النيوتروني الاصطدامات.
لماذا “عين جراد البحر”؟
لتحقيق رؤيتها الرائدة الكونتم تجهيز مسبار أينشتاين بجهازين ثوريين – تلسكوب الأشعة السينية واسع المجال (WXT) وتلسكوب متابعة الأشعة السينية شديد الحساسية (FXT).
تحصل WXT على رؤيتها الموسعة للكون من تصميمها المعياري الفريد، الذي يشبه عين جراد البحر. تطورت عيون جراد البحر، على عكس عيون الحيوانات الأخرى، لتدرك الضوء من خلال الانعكاس بدلاً من الانكسار، مما يعني أن هذه القشريات تتمتع بمجال رؤية رائع يبلغ 180 درجة.
إن ما يسمى بـ “تقنية Micro Pore Optics” الخاصة بـ WXT تسمح لمسبار أينشتاين برؤية 3600 درجة مربعة، والتي تغطي 10٪ من الكرة السماوية بأكملها فوق الأرض، في صورة واحدة فقط. وهذا يتيح لها رؤية كامل تقريبا سماء الليل زيادة أرض في 3 مدارات فقط حول الكوكب، سيستغرق مسبار أينشتاين حوالي 96 دقيقة فقط لإكمال كل واحدة منها.
بمجرد رصد حدث مثير للاهتمام أو جديد ينبعث من الأشعة السينية بواسطة WXT، ستتولى أداة FXT الخاصة بمسبار أينشتاين المهمة، حيث تستهدف مصدر الأشعة السينية وتدرسه بتفصيل أكبر.
– هل كان أينشتاين مخطئا؟ القضية ضد نظرية الزمكان
– لماذا يجب أن يكون أينشتاين مخطئا: بحثا عن نظرية الجاذبية
– التشوهات في الزمكان يمكن أن تضع نظرية النسبية لأينشتاين في الاختبار النهائي
بالإضافة إلى ذلك، عندما يقوم WXT باكتشاف ملحوظ للأشعة السينية، سيطلق مسبار أينشتاين إشارة إلى المراصد الأرضية، مما يسمح لهم بتدريب التلسكوبات الأخرى على المصدر ودراسته في نطاق من الترددات الضوئية الأخرى تتراوح من المنخفضة -موجات الراديو ذات الموجة الطويلة للطاقة إلى الموجات القصيرة ذات الطاقة العالية أشعة غاما.
يمكن أن تكون هذه البيانات ذات الأطوال الموجية المتعددة حيوية للغاية في إجراء تحقيقات تفصيلية المستعرات الأعظمواصطدامات النجوم النيوترونية وتغذية الثقوب السوداء.
وأضاف كولكرز: “بفضل تصميمه المبتكر، يستطيع مسبار أينشتاين مراقبة مساحات كبيرة من السماء في لمحة واحدة”. “وبهذه الطريقة، يمكننا اكتشاف العديد من المصادر الجديدة وفي نفس الوقت دراسة سلوك ضوء الأشعة السينية القادم من الأجرام السماوية المعروفة على مدى فترات طويلة.”