ورا روبین چشمان خود را گشود؛ نخستین تصاویر حیرت‌انگیز از بزرگ‌ترین دوربین دیجیتال دنیا

تلسکوپ «ورا سی. روبین» که ساخت آن بیش از دو دهه طول کشیده، اکنون آماده است تا نمایی بی‌سابقه و جامع از آسمان شب به اخترشناسان ارائه دهد؛ تصاویری که پیش از این هرگز در این مقیاس و با این دقت ثبت نشده بودند. امروز دوشنبه، تیم علمی این پروژه نخستین تصاویر رسمی ورا روبین را منتشر کرد.

«ژلیکو ایوژیک»، مدیر ساخت رصدخانه، در مراسم رونمایی از نخستین تصاویر گفت: «رصدخانه ورا روبین بزرگ‌ترین ماشین کشف اخترشناسی است که تاکنون ساخته شده.» او همچنین اشاره کرد که برای نخستین‌بار، تعداد اجرام آسمانی رصدشده از تعداد کل جمعیت زمین فراتر خواهد رفت.

دکتر ایوژیک ادامه داد: «تصاویر ثبت شده، در طول ۱۰ سال آینده به‌صورت یک مجموعه منسجم کنار هم قرار می‌گیرند و آنچه از دل این داده‌ها ساخته خواهد شد، عظیم‌ترین فیلم تاریخ خواهد بود.»

رصدخانه ورا روبین که به افتخار اخترشناس برجسته و پیشگام در پژوهش‌های «ماده تاریک»، نام‌گذاری شده، پروژه‌ای مشترک میان وزارت انرژی آمریکا و بنیاد ملی علوم است. این رصدخانه بر فراز کوهی در شمال شیلی، در دامنه‌های رشته‌کوه آند و در حاشیه‌ی بیابان آتاکاما ساخته شده است؛ موقعیتی بلند و خشک با آسمانی صاف که شرایطی ایده‌آل برای رصدهای دقیق کیهانی فراهم می‌کند.

در نشست خبری روز دوشنبه، ایوژیک توضیح داد که یکی از نقاط قوت منحصر به‌فرد تلسکوپ ورا روبین، پایگاه داده‌ی گسترده و یکپارچه‌ای است که می‌تواند پاسخگوی طیف متنوعی از پرسش‌های علمی باشد.

وقتی از «فدریکا بیانکو»، معاون پروژه علمی روبین، درباره احتمالات ناشناخته در دل این داده‌ها پرسیده شد، پاسخ داد: «ما با ناشناخته‌هایی سروکار خواهیم داشت که حتی از وجودشان خبر نداریم.» او افزود: «ما در آستانه‌ی افقی کاملاً ماجراجویانه ایستاده‌ایم.»

دو مورد از نخستین تصاویری که منتشر شده‌اند، بخش‌هایی از «خوشه دوشیزه» (Virgo Cluster) را نشان می‌دهند؛ گروهی از کهکشان‌ها که در فاصله‌ای حدود ۶۵ میلیون سال نوری از زمین قرار دارند.

در پیش‌زمینه‌ی تصویر، ستارگان درخشانی دیده می‌شوند که متعلق به کهکشان راه شیری هستند. در پس‌زمینه نیز کهکشان‌هایی بسیار دور قرار دارند که به‌دلیل فاصله زیاد و گسترش کیهان، با رنگی مایل به قرمز دیده می‌شوند؛ چرا که اجرام دوردست در جهانی در حال انبساط، با سرعتی زیاد از ما دور می‌شوند. میان این دو لایه، کهکشان‌های خوشه دوشیزه دیده می‌شوند. نقاط آبی رنگ درون این کهکشان‌ها، نواحی ستاره‌زایی را نشان می‌دهند که میزبان ستارگان جوان‌تر و داغ‌تر هستند.

اما هر کدام از تصاویری که روز دوشنبه منتشر شدند، تنها بخش کوچکی از چشم‌اندازهای عظیمی هستند که تلسکوپ ورا روبین ثبت کرده است. میزان جزئیات موجود در تصاویر تلسکوپ ورا روبین را نمی‌توان به‌طور کامل به یک صفحه‌ی نمایش یا روزنامه منتقل کرد. به‌همین دلیل، تیم ورا روبین ابزاری به‌نام Skyviewer طراحی کرده که به کاربران امکان می‌دهد تا در این تصاویر غول‌پیکر بزرگ‌نمایی یا کوچک‌نمایی کنند.

«استیون ریتز»، فیزیک‌دان دانشگاه کالیفرنیا در سانتا کروز و دانشمند ارشد پروژه ساخت ورا روبین، در گفت‌وگویی توضیح داد: «ما نیاز داشتیم راهی پویا برای به‌اشتراک‌گذاری این داده‌ها بسازیم. می‌دانستیم تصاویر آن‌قدر بزرگ هستند که اگر کاملاً کوچکشان کنیم، مبهم به نظر می‌رسند و زیبایی و غنایشان از بین می‌رود. باید قادر به بزرگ‌نمایی در تصویر باشید.»

با Skyviewer، هر کسی می‌تواند کیهان را در گوشی خود داشته باشد. دکتر ریتز می‌گوید: «اکنون می‌توانید ۶ میلیارد پیکسل را در جیبتان جا دهید. واقعاً شگفت‌انگیز است.» بیشتر اجرام آسمانی موجود در این تصاویر هنوز نام‌گذاری نشده‌اند‌؛ زیرا این نخستین‌بار است که دیده می‌شوند.

نرم‌افزار Skyviewer همچنین امکان شنیدن داده‌ها را هم فراهم کرده است. ریتز می‌گوید: «ما این قابلیت را هم اضافه کردیم که بتوانید با گوش، و نه فقط با چشم، با داده‌ها تعامل داشته باشید و آن‌ها را تجربه کنید. این ویژگی برای کسانی که فقط با شنوایی قادر به دریافت اطلاعات هستند بسیار اهمیت دارد. اما به‌نظر من برای همه ارزشمند است.»

در ادامه‌ی مراسم، دکتر ایوژیک همچنین تصاویری از رگه‌های روشن سیارک‌ها را نمایش داد که ناخواسته در قاب تصاویر کیهانی ظاهر شده‌اند. نرم‌افزار رصدخانه، این سیارک‌ها را به‌طور خودکار از تصاویر اجرام دوردست حذف و در عین حال مدار آن‌ها را نیز محاسبه می‌کند. تنها در چند شب نخست رصد، ورا روبین موفق به کشف ۲۱۰۴ سیارک جدید شده است.

هفت مورد از سیارک‌های کشف‌شده، سیارک‌های نزدیک به زمین هستند، اما هیچ‌کدام در مسیر برخورد با سیاره‌ی ما قرار ندارند. باقی آن‌ها در کمربند اصلی سیارک‌ها، بین مریخ و مشتری، به‌سر می‌برند.

سارا ارجمند

سحابی چیست؟ هرآنچه باید درباره زیباترین اجرام کیهان بدانید

مطالعه '13

یکی دیگر از تصاویر منتشرشده، نمایی خیره‌کننده و صورتی رنگ از سحابی‌های «سه‌تکه» (Trifid) و «مرداب» (Lagoon) را نشان می‌دهد. این دو ابر گسترده از غبار و گاز که هزاران سال نوری با زمین فاصله دارند و در صورت‌فلکی «کمان» (Sagittarius) واقع شده‌اند، پیش از این بارها توسط منجمان حرفه‌ای و آماتور تصویربرداری شده‌اند. البته ابزارهای پیشرفته‌تر، تصاویر دقیق‌تری از آن‌ها ثبت کرده‌اند، اما به‌دلیل میدان دید محدودشان، تنها بخشی کوچک از این مناظر را پوشش داده‌اند.

«کلر هیگز»، متخصص ارتباطات علمی در پروژه روبین، می‌گوید نواحی آبی رنگ، تحت تأثیر نور ستارگان جوان و داغ روشن شده‌اند و این نور توسط غبار پخش می‌شود. رنگ‌های صورتی به احتمال زیاد ناشی از تابش اتم‌های برانگیخته هیدروژن هستند و رگه‌های تاریک همان مسیرهای باریک غبار هستند که نور را مسدود کرده‌اند.

ساخت رصدخانه ورا روبین حدود یک دهه پیش آغاز شد. این تلسکوپ سرانجام نخستین پرتوهای نور را در تاریخ ۱۵ آوریل ثبت کرد. «ویکتور کرابندام»، مدیر پروژه که در آن شب در اتاق کنترل حضور داشت، می‌گوید در واقع، ثبت تصویر در آن شب اصلاً جزو برنامه نبود. او در مصاحبه‌ای یادآوری کرد: «تقریباً تمام طول روز شک داشتیم که آیا می‌توانیم کاری انجام دهیم یا نه.»

برخی فیوزها باید تعویض می‌شدند و هنوز یکی از دوربین‌ها روشن نشده بود. اما این مشکلات در نهایت برطرف شدند. پس از تعویض شیفت، با ورود تیم جدید، آماده‌سازی برای روشن‌کردن تلسکوپ آغاز شد.

کرابندام گفت: «همه‌چیز تا حدی ناگهانی اتفاق افتاد. بعد یک نفر گفت: «خب، بله، ما یک تصویر گرفتیم.» پس از آن، مدتی کوتاه برای پردازش داده‌ها توسط رایانه‌ها سپری شد و بعد، تصویر روی صفحه ظاهر شد.» او می‌گوید در لحظه، واکنش خاصی نشان نداده است: «برای ما، این همان کاری بود که هر روز انجام می‌دهیم، حل کردن مشکلات، بعضی چیزها کار می‌کنند و بعضی هم کار نمی‌کنند.»

البته نخستین تصویر کامل و بی‌نقص نبود. به‌جای نقاط نورانی، ستارگان به‌شکل دونات ظاهر شده بودند. اما همین هم نشانه خوبی بود: ظاهر شدن دونات‌ها به‌جای لکه‌های نامشخص، نشان می‌داد که آینه‌ها خیلی از تراز خارج نشده‌اند. با چند تنظیم ساده، دونات‌ها به نقطه‌های دقیق نور تبدیل شدند.

«آلیشا شوگارت»، معاون تیم متخصصان رصد، در مراسمی برای خبرنگاران در ماه مه توضیح داد: «زمان بین ثبت اولین تصویر و رسیدن به این تصویری که حالا می‌بینید، کمتر از چند دقیقه طول کشید. این همان شب ثبت اولین فوتون توسط ما بود.»

از آن زمان تاکنون، مهندسان و دانشمندان رصدخانه ورا روبین مشغول کالیبره‌کردن و تنظیم دقیق این تلسکوپ پیچیده بوده‌اند. عملیات علمی و نقشه‌برداری ده‌ساله، به‌طور رسمی در اواخر امسال آغاز خواهد شد.

اگرچه ورا روبین بزرگ‌ترین تلسکوپ جهان نیست، یک شگفتی فناورانه به‌شمار می‌رود. ساختار اصلی آن شامل یک آینه اولیه به قطر ۸٫۵ متر، یک آینه ثانویه با قطر ۳٫۳ متر و بزرگ‌ترین دوربین دیجیتال جهان است. این مجموعه‌ی عظیم روی لایه‌ای نازک از روغن شناور است و موتورهای مغناطیسی، سازه‌ای ۳۰۰ تُنی را می‌چرخانند؛ به‌طوری که در حالت حداکثر سرعت، می‌تواند در کمی بیشتر از ۳۰ ثانیه، یک دور کامل بچرخد.

طراحی منحصر به‌فرد تلسکوپ به آن اجازه می‌دهد که هم عمیق، هم وسیع و هم سریع رصد کند؛ به‌طوری که در هر شب حدود هزار تصویر از آسمان ثبت می‌کند و با سرعت بالا در میان بخش‌های مختلف آسمان جابه‌جا می‌شود.

با اسکن کامل آسمان در هر سه تا چهار روز یک‌بار و به‌مدت ۱۰ سال، ورا روبین موفق به کشف میلیون‌ها ستاره‌ی در حال انفجار، سنگ‌های فضایی در حال عبور و بخش‌هایی از فضا-زمان خواهد شد که به دلیل هم‌گرایی گرانشی، نمایی اغراق‌آمیز و عجیب از کهکشان‌های دوردست ارائه می‌دهند.

دکتر استیون ریتز می‌گوید: «تاکنون هرگز کل این منظره را، با این عمق و با این تعداد جرم آسمانی، یک‌جا ندیده‌اید. این چیزی است که باید به آن اشاره کنم و واقعاً هم تماشایی است.»