يفاجئ التلسكوب الفضائي الروماني من الجيل التالي التابع لناسا العلماء بقدراته. لم يتم إطلاقها حتى الآن

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

بمجرد إطلاق تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا خلال الـ 12 إلى 18 شهرًا القادمة، سيكون في طريقه نحو تجاوز التوقعات الأولية للعلماء. وأكد الباحثون أن رومان يجب أن يكون قادرا على قياس الموجات الزلزالية الهائلة التي تموج عبر أسطح أكثر من 300 ألف نجم عملاق أحمر.

روماني هو تلسكوب مسحي مزود بمرآة بطول 8 أقدام (2.4 متر). تلسكوب هابل الفضائيولكن مجال الرؤية أكبر 100 مرة. الى جانب الدراسة المادة المظلمة و الطاقة المظلمة، سيكون أحد المسوحات الأساسية التي يقوم بها رومان هو مسح المجال الزمني لانتفاخ المجرة، حيث يشارك فيه الملايين من النجوم في الانتفاخ المركزي لل مجرة درب التبانة سيتم دراستها، في المقام الأول للبحث عنها الكواكب الخارجية. والفكرة هي استخدام عدسة الجاذبية الدقيقة كجهاز لاكتشاف الكواكب. عدسة الجاذبية هي تقنية تستخدم غالبًا في الفيزياء الفلكية لدراسة الأجسام البعيدة؛ نظرًا للطريقة التي يلتوي بها الزمكان وفقًا للنظرية النسبية العامة، فإن بعض الأجسام الضخمة في الفضاء (مثل مجموعات المجرات، على سبيل المثال) تشوه الضوء المسافر بالقرب، وبالتالي تعمل على تكبير وتشويه وتكرار مصدر هذا الضوء كما يُرى من خلال التلسكوبات لدينا. تشير عدسة الجاذبية الدقيقة إلى عدسة الجاذبية على مقاييس أصغر، مثل الكوكب.

من خلال التحديق في مئات الملايين من النجوم في الانتفاخ، سيرى رومان أحيانًا بعض الوميض والسطوع مؤقتًا حيث تعمل جاذبية كوكب غير مرئي في المقدمة على تضخيم ضوءه قبل الخروج من المحاذاة. ومع ذلك، فإن التعديس الميكروي ليس هو الظاهرة الوحيدة التي يمكن أن تسبب وميض ضوء النجم. النجوم عبارة عن كتل ثابتة ومتلوية من فقاعات الحمل الحراري الضخمة التي ترتفع إلى أسطحها الهائجة. ويتردد صدى التذبذبات أيضًا في داخلها، مما يؤدي إلى اهتزازها. يعتمد تكرار هذه التذبذبات على درجة حرارة النجم وبنيته وتكوينه، وعندما تخترق التذبذبات السطح يمكن أن تتسبب في سطوع النجم مؤقتًا وبمهارة.

يُطلق على علم دراسة هذه التذبذبات النجمية علم الاهتزازات النجمية، ويمكن أن يكشف تواتر التذبذبات عن كتل وأحجام وأعمار النجوم التي يتم رصدها من أجلها. وفي المقابل، فإن فهم النجوم بشكل أفضل يمكن أن يُطلع علماء الفلك على بعض خصائص الكواكب التي تدور حولها.

وقال تريفور فايس قائد الدراسة من جامعة ولاية كاليفورنيا في لونج بيتش: “بفضل البيانات الكويكبية سنكون قادرين على الحصول على الكثير من المعلومات حول النجوم المضيفة للكواكب الخارجية، وهذا سيعطينا الكثير من المعرفة حول الكواكب الخارجية نفسها”. إفادة.

ال تلسكوب كيبلر الفضائي، التي كانت تبحث عن الكواكب الخارجية من خلال مراقبة عمليات العبور، تمكنت من إجراء قياسات زلزالية فلكية لـ 150 ألف نجم. وفي تقييم ما إذا كان رومان سيكون قادرًا على فعل الشيء نفسه، قام فريق فايس بتطبيق مجموعة بيانات كيبلر على نماذج قدرات الرصد الخاصة برومان. وعلى وجه الخصوص، اكتشفوا أن رومان سيكون بارعًا في اكتشاف التذبذبات النجمية العملاق الأحمر النجوم، وكلاهما مضيئة (مما يسهل اكتشافها) ولها تردد عالٍ من التذبذب مع فترة تتراوح من ساعات إلى أيام. يعد هذا تطابقًا جيدًا لمسح المجال الزمني لانتفاخ المجرة الذي أجراه رومان، والذي سيراقب بثبات مئات الملايين من النجوم في انتفاخ مجرة ​​درب التبانة كل 12 دقيقة على مدى ستة أيام مدتها 70.5 يومًا، مما يعني أنه سيكون متناغمًا مع اهتزازات العمالقة الحمر.

وقال مارك بينسونولت من جامعة ولاية أوهايو: “إن علم الزلازل الفلكية باستخدام رومان أمر ممكن لأننا لسنا بحاجة إلى أن نطلب من التلسكوب القيام بأي شيء لم يكن يخطط للقيام به بالفعل”. “إن قوة المهمة الرومانية رائعة: فهي مصممة جزئيًا لتعزيز علوم الكواكب الخارجية، ولكننا سنحصل أيضًا على بيانات غنية حقًا لمجالات علمية أخرى تمتد إلى ما هو أبعد من تركيزها الرئيسي.”

الانتفاخ الذي يؤوي ثقب أسود هائل القوس أ*، هو أقدم جزء من مجرة ​​درب التبانة. العديد من نجومها الآن يتقدمون في العمر، ويتطورون خارج التسلسل الرئيسي (وهو ما نسميه مرحلة حياتهم عندما يقومون بتوليد الطاقة من خلال الانصهار من الهيدروجين إلى الهيليوم في القلب).

عند مغادرة التسلسل الرئيسي، تبدأ المرحلة التالية في تطور أ شمس-مثل النجم مع أقل من ثمانية الكتل الشمسية هو التوسع ويصبح عملاقًا أحمر. كانت التقديرات الأولية لعدد العمالقة الحمراء التي يمكن لرومان ملاحظة الموجات الزلزالية عليها هي 290 ألفًا، لكن التحليل الأعمق وجد أن العدد الفعلي يمكن أن يكون أكثر من ذلك بكثير.

وقال فايس: “الآن بعد أن علمنا أن المسح سيتطلب إيقاعًا مدته 12 دقيقة، نجد أنه يعزز أرقامنا إلى أكثر من 300000 اكتشاف للزلزال الفلكي في المجموع”. واعتمادًا على افتراضات معينة، يمكن أن يصل العدد الإجمالي إلى 648000 عملاقًا أحمر في مجال رؤيتها، مع 358000 في الانتفاخ.

وقال فايس: “ستكون هذه أكبر عينة كويكبية تم جمعها على الإطلاق”.

إن فهم خصائص النجوم المضيفة سيُعلم علماء الفلك عن الكواكب التي يعثرون عليها – على سبيل المثال، ما إذا كانت موجودة في المجموعة الشمسية أم لا. المناطق الصالحة للسكن. ستوفر الملاحظات أيضًا أدلة حول مستقبل أنظمة الكواكب عندما يبدأ نجمها في الموت تدريجيًا من خلال التطور إلى نجم عملاق أحمر، قبل التخلص من طبقاتها الخارجية وترك وراءها نجمًا ميتًا. قزم أبيض. يعتمد مدى سرعة حدوث ذلك على كتلة النجم. تعيش النجوم الأكثر ضخامة عمرًا أقصر من النجوم الأقل ضخامة. خلال مرحلة التوسع والتخلص من النجم، يتم تدمير أي كواكب تدور بالقرب من النجم.

في لدينا النظام الشمسيحالة, الزئبق, فينوس وربما أرض سيكون كل شيء محكوم عليه بالفشل. ومع ذلك، يتمتع التعديس الميكروي بميزة قدرته على اكتشاف الكواكب البعيدة عن نجمها، بما يكفي للبقاء على قيد الحياة في مرحلة العملاق الأحمر. من خلال الكشف عن الكواكب حول العمالقة الحمراء، ومدارات تلك الكواكب، سيساعد علماء الفلك على فهم أفضل للمصير الذي سيواجه كواكب نظامنا الشمسي، وإلى أي مدى يجب أن يكون العالم بعيدًا من أجل البقاء. وقد لاحظ علماء الفلك بالفعل أ عجز الكواكب تدور حول عمالقة حمراء، وستعزز النتائج التي توصل إليها رومان صورتنا للأنظمة الكوكبية المتطورة.

قال بينسونولت: “سيحدد عملنا الخصائص الإحصائية لجميع السكان – ما هي وفرتهم النموذجية وأعمارهم – حتى يتمكن علماء الكواكب الخارجية من وضع القياسات الرومانية في سياقها”.

لن تعلمنا اكتشافات رومان الفلكية عن أنظمة الكواكب فحسب، بل إن أعمار النجوم بناءً على القراءات الكويكبية ستكون بمثابة دليل لتاريخ درب التبانة، وانتفاخها على وجه الخصوص.

وقال بينسونولت: “نحن في الواقع لا نعرف الكثير عن انتفاخ مجرتنا، حيث لا يمكنك رؤيته إلا في ضوء الأشعة تحت الحمراء بسبب كل الغبار المتداخل”. “قد تكون هناك مجموعات سكانية أو أنماط كيميائية مفاجئة هناك. ماذا لو كانت هناك نجوم شابة مدفونة هناك؟ سيفتح رومان نافذة مختلفة تمامًا على التجمعات النجمية في مركز درب التبانة. أنا مستعد للمفاجأة.”

على سبيل المثال، يمكن ظهور مجموعة شابة من النجوم إذا قام الروماني بقياس التذبذبات على العمالقة الحمراء الأكثر ضخامة. وذلك لأن النجوم الأكثر ضخامة تعيش أعمارًا أقصر، وبالتالي تكون قد تشكلت مؤخرًا.

ومن المقرر حاليًا إطلاق التلسكوب الفضائي الروماني في الفترة ما بين خريف عام 2026 ومايو 2027. وفي غضون ذلك، تم نشر التقييم الجديد لقدراته الفلكية في مجلة الفيزياء الفلكية.