مشارکت محققان ایرانی در ساخت بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان

دکتر فاطمه طباطبایی عضو هیات علمی پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی http://www.ipm.ac.ir و عضو کارگروه رصدخانه بین المللی (SKA)، محقق و مدیر یکی از کارگروه های علمی بین‌المللی ساخت بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان است که اخیرا در مطالعاتی گروهی توانایی این رصدخانه را در آشکارسازی و مطالعه کهکشان‌های مارپیچی معمولی در زمان های کیهانی اولیه بررسی کرده‌اند.

در حال حاضر نتایج مطالعات این تیم تحقیقاتی در مجله مانتلی نوتیسز متعلق به انجمن نجوم انگلیس به چاپ رسیده است.

طباطبایی، عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی و محقق در مؤسسات اخترشناسی رادیویی ماکس پلانک، هایدلبرگ و اخترفیزیک قناری اسپانیا است و تحصیلات دکتری خود را در دانشگاه بُن آلمان و موسسه رادیو نجوم ماکس پلانک (MPIfRA) آلمان به اتمام رسانده است.

رصدخانه یا آرایه کیلومترمربعی (SKA) یک پروژه تلسکوپ رادیویی بین دولتی است که قرار است در کشورهای استرالیا و آفریقای جنوبی ساخته شود و مساحت کل آن تقریباً یک کیلومتر مربع خواهد بود.

رصدخانه بین‌المللی (SKA) یکی از بزرگترین تأسیسات بین‌المللی قرن بیست و یکم خواهد بود که به واسطه نوآوری های فناورانه اش قادر به جمع آوری و ثبت اطلاعات از کیهان با سرعتی بیشتر از ۱۰ هزار برابر و با حساسیتی بیش از ۵۰ برابر تلسکوپ‌های رادیویی کنونی خواهد بود.

این تلسکوپ قرار است که در دو ناحیه از کره زمین و در دو فاز ساخته شود. در فاز اول حدود ۲۰۰ دیش ۱۵ متری در فرکانس های ۳۰۰ مگاهرتز تا ۲۰ گیگاهرتز درآفریقای جنوبی و حدود ۱۳۰ هزار آنتن دو متری در فرکانس های ۵۰ تا ۳۰۰ مگاهرتزی در استرالیا ساخته می شود و در فاز دوم این تعداد ۱۰ برابر خواهد شد.

قدرت تفکیک تصاویر گرفته شده ۱۰۰ برابر بهتر از تلسکوپ فضایی جیمز وب خواهد بود و این قابلیت ها انقلابی در شناخت ما از عالم هستی به وجود خواهد آورد.

دکتر طباطبایی در گفت و گو با خبرنگار گروه علم و آموزش ایرنا، در خصوص مقاله مطالعاتی گروه تحت رهبری خود در مجله مانتلی نوتیسز انگلیس اظهار کرد: اهمیت این مطالعه در این است که برای نخستین بار کهکشان های امروزی را در زمان های اولیه کیهان در طول موج های رادیویی شبیه سازی و در ضمن پیشنهاداتی درباره ملزومات و پیش نیازهای تلسکوپ (SKA) برای آشکارسازی این سیگنال ها ارائه کرده است.

وی می گوید: مطالعات ما نشان می دهد که در فاز نخست، مساحی های این تلسکوپ می‌توانند محیط بین ستاره‌ای در کهکشان هایی با جرم ۱۰ میلیارد جرم خورشید را تا ۱۱ میلیارد سال قبل ردیابی کنند اما برای مطالعه تاریخچه کهکشان ها با جرم کمتر باید تا فاز دوم صبر کرد.

به مجموعه عملیاتی که در زمین های کم وسعت با وسایل ابتدایی به منظور اندازه‌گیری مساحت و تهیه پلان صورت می گیرد، مساحی گفته می شود. در این نوع نقشه‌برداری اندازه‌گیری طول و زاویه نقش اساسی را به عهده دارد.

این محقق ایرانی و مدیر یکی از کارگروه های علمی بین المللی ساخت بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان در این خصوص توضیح داد: کهکشان ها پس از یک دوره طلایی ستاره زایی به نام “ظهر کیهانی” خاموش می شوند که پس از آن سرعت تشکیل ستاره های پُرجرم در طول زمان کیهانی کاهش می یابد که دلیل آن هنوز ناشناخته است.

وی افزود: آنچه که در حال حاضر به عنوان علت اصلی این رخداد نجومی شناخته می شود، افت در میزان گاز سرد موجود در کهکشان ها با گذشت زمان است؛ چراکه ستاره زایی در دل این گازها صورت می پذیرد. با این حال، مشاهدات نشان می دهند که در طول زمان کیهانی کهکشان ها همواره دارای مخازن کافی از گاز سرد بوده‌ اما به دلایل نامعلوم از ستاره زایی سر باز زده اند.

طباطبایی در این خصوص می گوید: یک احتمال دیگر این است که این گاز به طور فزاینده‌ای توسط فشارهای وارد شده توسط میدان‌های مغناطیسی، ذرات پرانرژی و تلاطم کنترل شود که در نتیجه آن، با گذشت زمان، ستاره زایی با آهنگ کندتری صورت گرفته است که این البته نشانگر اهمیت مطالعه موازنه انرژی و فشار در محیط های میان ستاره است.

به گفته عضو هیات علمی پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش های بنیادی و عضو کارگروه (SKA)، رصدهای تابش پیوستار رادیویی یک روش قدرتمند برای ردیابی فرآیندهای پرانرژی در کهکشان ها است.

وی اضافه کرد: این تابش عمدتاً از برهم کنش (همکاری) ذرات پرانرژی با میدان های مغناطیسی پدید می آید که جزء پرانرژی محیط میان ستاره ای است. رصدهای با حساسیت و توان تفکیک بالا در چندین باند فرکانس رادیویی می تواند ما را قادر سازد تا این فرآیندها را در کهکشان های دوردست ترسیم کنیم.

این محقق حوزه اخترشناسی تاکید کرد: این نخستین گام برای درک موازنه انرژی و تشکیل ساختار در کهکشان ها در طول زمان کیهانی است که همچنین به فهم مساله خاموشی و تحول کهکشان ها کمک می کند. ‌

بر اساس این گزارش، رصدخانه بین‌المللی (SKA) می تواند پنجره ای بی بدیل به سوی کیهان اولیه باز کند و پاسخگوی سوالات بسیاری همچون چگونگی تشیکل ساختارها، ستارگان و کهکشان ها، نقش میدان های مغناطیسی در تحول کهکشان ها، حیات در سیارات دیگر  و منشاء ماده تاریک و ساختار بزرگ مقیاس عالم باشد.

دکتر معصومه قاسمی نودهی و دکتر حبیب خسروشاهی از پژوهشکده نجوم پژوهشگاه بنیادی کشورمان و همچنین محققانی از سایر کشورها از جمله مارک سرجنت، اریک جی مورفی، راب بسویک، آنا بونالدی و اواشینرر (M. Ghasemi-Nodehi, Fatemeh S. Tabatabaei, Mark Sargent, Eric J. Murphy, Habib Khosroshahi, Rob

Beswick, Anna Bonaldi, and Eva Schinnerer, “)

از جمله محققانی هستند که در یکی از کارگروه های علمی بین المللی ساخت بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان تحت هدایت دکتر فاطمه طباطبایی عضو هیات علمی پژوهشگاه دانش های بنیادی فعالیت می کنند.