ردیابی امواج اسرارآمیز و انرژی تاریک با تلسکوپ جدید

عاشق وب: یک تلسکوپ جدید موسوم به ˮهیراکسˮ در حال ساخت است که برای نخستین بار مقرر است انرژی تاریک و انفجارهای سریع رادیویی در جهان هستی را شناسایی و مکان یابی کند.

به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، آفریقای جنوبی یکی از مهمترین مراکز نجوم رادیویی در جهان است. هم اکنون یک تلسکوپ جدید معرفی شده است که در سایت SKA آفریقای جنوبی در شهر کارو(Karoo) ساخته خواهد شد.

پروژه “شدت هیدروژن و تجزیه و تحلیل در زمان واقعی”(HIRAX) یک همکاری بین المللی است که توسط دانشمندان دانشگاه کوازولو-ناتال(KwaZulu-Natal) هدایت می گردد.

پروفسور “کاویلان مودلی” رهبر این پروژه در مورد اینکه “هیراکس” چه کار می کند و چگونه، اظهار داشت: این تلسکوپ یک مجموعه از ۱۰۲۴ تداخل سنج(interferometer) با دیش های شش متری است. تداخل سنج ها واقعا جالب هستند، چونکه آنها سیگنال های خیلی از تلسکوپ ها را برای نمایش یک تلسکوپ بزرگ تر ترکیب می کنند.

تداخل سنجی دانش ترکیب دو یا چند موج است به نحوی که با بررسی موج حاصل از این ترکیب بتوان اطلاعاتی در مورد موج های ورودی بدست آورد. ابزاری که برای تداخل امواج بکار می رود “تداخل سنج” نامیده می گردد.

تداخل سنجی روشی مهم برای تحقیق در زمینه های اخترشناسی، اندازه گیری، فیزیک نور، فیزیک هسته ای، فیزیک ذرات، فیزیک پلاسما، فیبر نوری، زمین شناسی، زلزله شناسی، اقیانوس سنجی، مکانیک کوانتومی و سنجش از طریق دور است.

هیراکس دارای دو هدف علمی اصلی است: مطالعه تکامل انرژی تاریک با ردیابی گاز هیدروژن خنثی در کهکشان ها و شناسایی و مشخص کردن محل فلاش های رادیویی اسرار آمیز به نام انفجارهای سریع رادیویی.

انرژی تاریک یک نیروی مرموز است که سبب انبساط و رشد سریع جهان ما شده است. هیراکس می تواند آن را با استفاده از یک خط کش کیهانی منحصر به فرد عرضه شده توسط طبیعت به نام نوسانات آکوستیک باریون مطالعه کند.

انرژی تاریک در آغازین لحظه های جهان که مثل یک سوپ داغ و متراکم از ذرات و نور بوده، تولید شده است. بی نظمی های کوچک سبب تولید امواج صوتی در این سوپ شده است.

این امواج تا زمانی که ماده و نور از هم جدا می شوند، ماده را حمل می کنند و آن را در یک الگوی بسیار خاص توزیع می کنند.

گاز خنثی هیدروژن یک نشانگر بزرگ از توزیع ماده جهان است. این هیدروژن خنثی سیگنال را در فرکانس ۱۴۲۰ مگاهرتز منتشر می کند که در محدوده فرکانس های استفاده شده توسط شبکه های تلفن همراه و کانال های تلویزیونی UHF است. سیگنال به همان اندازه که جهان توسعه پیدا می کند، به فرکانس پایین تر کشیده می گردد.

هیراکس بین ۴۰۰ تا ۸۰۰ مگاهرتز عمل می کند و به این ترتیب، هیدروژن خنثی موجود در جهان را بین هفت تا ۱۱ میلیارد سال پیش نشان داده است.

مطالعه خصوصیت های انرژی تاریک در آن زمان، امکان تجزیه و تحلیل خواص آن را فراهم می آورد، چونکه این بازه زمانی یک زمان حیاتی می باشد، چون که انرژی تاریک جزء اصلی جهان و سبب گسترش آن شده است.

نقطه تمرکز دوم این تلسکوپ جدید بر روی چشمک های مرئی، درخشان و میلی ثانیه ای است که دانشمندان آنها را انفجارهای سریع رادیویی می نامند.

دانشمندان نمی دانند چه چیزی سبب این انفجارها می گردد. همینطور شناسایی و تعیین محل آنها دشوار است، چونکه وقوع آنها خیلی کوتاه است و اغلب تلسکوپ ها تنها یک منطقه کوچک از آسمان را رصد می کنند.

اما میدان دید وسیع “هیراکس” به آن امکان می دهد بخش های زیادی از آسمان را مشاهده کند. به صورتی که هنگامی که چشمک زدن ها اتفاق بیافتد، احتمال بیشتری برای دیدن آنها وجود خواهد داشت.

دانشمندان انتظار دارند که این تلسکوپ روزی ۱۲ تا از این انفجارها را رصد کند. باید توجه داشت که تابحال تنها چند عدد از آنها مشاهده شده است.

همچنین هیراکس به لطف دیش ها، توانایی منحصر به فرد این را دارد که قادر به کشف دقیق جایی در آسمان است که این انفجار سریع رادیویی رخ می دهد.

انتظار می رود هیراکس مقادیر زیادی از داده ها را با سرعت حدود ۶٫۵ ترابیت بر ثانیه جمع آوری کند. این رقم، قابل مقایسه با تمام پهنای باند بین المللی آفریقا است. برای این کار، هیراکس نیاز به طراحی و ساخت دیش های با دقت بالا، گیرنده ها و سایر ابزار دارد.

سپس تیم باید روش های هوشمندانه برای فشرده سازی، ذخیره و تجزیه و تحلیل این داده ها توسعه دهد که این کار به سخت افزار و نرم افزارهای پردازش داده های بزرگ نیاز دارد.

هیراکس همینطور به آموزش نسل بعدی دانشمندان در SKA کمک خواهد نمود. دانشجویانی که در این پروژه کار می کنند، تمام جنبه های تلسکوپ، از مهندسی تا نجوم را آموزش می بینند. دانشجویانی که سخت افزار تولید می کنند هم در تجزیه و تحلیل داده ها شرکت می کنند که محیط ویژه ای برای آموزش و پرورش متخصصان اخترشناسی رادیویی فراهم می آورد.