ایدهٔ استقرار یک تلسکوپ بر روی ماه

دانشمندان می‌گویند که یک تلسکوپ روباتیک مستقر بر روی ماه می‌تواند عمیق‌تر از تلسکوپ معروف جیمز وب به درون کیهان نگاه کند و شاید حتی به یافتن حیات در سیارات فراخورشیدی نیز تا حد زیادی کمک کند.
 
به گزارش ایتنا و به نقل از اسپیس، ستاره‌شناسان بر این باور هستند که ابزارهای قدرتمند مستقر بر روی ماه ممکن است مرز بعدی را در تحقیقات نجومی باز کنند و به آنها امکان مطالعه پدیده‌های نامرئی برای رصدخانه‌های زمینی و فضایی موجود را بدهند. در این زمینه ایده‌های مختلفی ارائه شده‌اند؛ از جمله آشکارسازهای امواج گرانشی فوق حساس که می‌توانند موج‌های ظریف‌تری را در فضا-زمان نسبت به آشکارسازهای مبتنی بر زمین شناسایی کنند، و همینطور تلسکوپ‌های رادیویی که می‌توانند از محیط آرام ماه برای تشخیص سیگنال‌های اولین دوره‌های تاریخ کیهان استفاده کنند.
 
ایده دیگری که توسط ستاره‌شناس ژان-پی‌یر میلارد Jean-Piere Maillard در کنفرانس اخیر Astronomy from the Moon که توسط انجمن سلطنتی لندن برگزار شده بود ارائه شد، شامل قرار دادن یک تلسکوپ فروسرخ با عرض ۱۳ متر در داخل یک دهانه دائمی سایه‌دار در نزدیکی یکی از قطب‌های ماه است.
 
میلارد می‌گوید چنین تلسکوپی از ستاره کنونی نجومی فروسرخ یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا نیز حساس‌تر است و بخش‌هایی از طیف الکترومغناطیسی را که برای وب نامرئی هستند، می‌تواند می‌بیند.
 
او اظهار می‌دارد: « آینه اصلی و اولیه جیمز وب ۶٫۵ متر قطر دارد. اما تلسکوپ مستقر بر روی ماه می‌تواند ۱۳ متر قطر داشته باشد، به این معنی که منطقه جمع‌آوری آن چهار برابر جیمز وب است. بنابراین، با توجه به اینکه می‌تواند چهار برابر نور بیشتری از منبع دریافت کند، دامنه حساسیت آن در بازه ۱ تا ۲۸ میکرومتر خواهد بود. این تلسکوپ با داشتن چنین ناحیه‌ای برای جمع‌آوری، خواهد توانست حوزه فراتر از ۲۸ میکرومتر که تا حد زیادی مورد اکتشاف واقع نشده است را کاوش نماید».
 
آنچه میلارد به آن اشاره می‌کند، بخشی از طیف الکترومغناطیسی است که تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند تشخیص دهد؛ یعنی تابش طول موج‌های بین ۰٫۶ تا ۲۸ میکرومتر که شامل نور فروسرخ نزدیک و فروسرخ میانه است. طول موج فروسرخ کمی بیشتر از چیزی است که چشم انسان می‌تواند ببیند و می‌تواند به عنوان گرما درک شود. تلسکوپ فضایی جیمز وب با تشخیص تشعشعات فروسرخ، می‌تواند حتی اجرامی را که خیلی سرد هستند و نمی‌توانند بدرخشند را نیز رصد کند.
 
میلارد توضیح می‌دهد که اما حتی تلسکوپ جیمز وب نیز محدودیت دارد. این محدودیت به دمای تلسکوپ و همچنین اندازه آینه آن بستگی دارد. یک تلسکوپ فروسرخ واقع در یک دهانه ماه در سایه دائمی نه تنها می‌تواند بزرگ‌تر، بلکه همچنین می‌تواند سردتر باشد و بنابراین قادر به تشخیص پدیده‌های سردتر نیز خواهد بود.
 
میلارد ادامه می‌دهد: «حداکثر میزان فروسرخ حاصل از دمایی است که تلسکوپ می‌تواند تا آن حد خنک شود. در مورد تلسکوپ فضایی جیمز وب، شرایط خنکی توسط یک آفتابگیر پنج‌لایه‌ای فراهم می‌شود که از تلسکوپ که در فاصله ۱٫۵ میلیون کیلومتری از زمین قرار دارد و از پرتوهای خورشید و همچنین گرمای ساطع‌شده توسط سیاره ما محافظت می‌کند.

 

اما او می‌افزاید: «در برخی از دهانه‌های قطبی ماه، نقاط بسیار سردتری وجود دارند. با مستقر کردن تلسکوپ در آنجا، بدون نیاز به هیچ صفحه نمایش یا یخچال مکانیکی، تلسکوپ و ابزار آن در دمای بسیار پایین محل قرار خواهند گرفت».
 
به لطف چنین دماهای پایینی، یک تلسکوپ فروسرخ مستقر بر روی ماه می‌تواند قسمت فروسرخ دور طیف الکترومغناطیسی؛ یعنی تابش با طول موج تا ۲۰۰ میکرومتر را نیز تشخیص دهد.
 
گفتنی است طول موج‌های فروسرخ دور توسط هیچ تلسکوپ موجودی قابل مشاهده نیست. رصدخانه پرواز ناسا SOFIA که اخیراً بازنشسته شده است متخصص مطالعه این نوع نور بود. اما این تلسکوپ که قادر به تشخیص طول موج‌های ۵ تا ۶۱۲ میکرومتر بود، در سال ۲۰۲۲ به دلیل هزینه‌های بالای عملیاتی و پس از توصیه آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی ایالات متحده بازنشسته شد.
 
از سوی دیگر، گفته می‌شود که هیچ تلسکوپ جایگزینی با قابلیت‌های مشابه اکنون در دست ساخت نیست. در نتیجه، ستاره‌شناسان در حال حاضر نمی‌توانند بسیاری از پدیده‌های کیهانی که خود را تنها در طول موج‌های فروسرخ طولانی‌تر طیف الکترومغناطیسی نشان می‌دهند، مطالعه کنند.
 
از این گذشته، انبوهی از داده‌ها در این بازه وجود دارند که باید جمع‌آوری شوند: طول موج‌های بلندتر، بسیار بهتر از موج‌های کوتاه‌تر از میان غبار و گازی که فضای بین کهکشانی را پر می‌کند، عبور می‌کنند. همچنین این طول موج‌ها اطلاعات زیادی در مورد کیهان دور در حین حرکت با خود حمل می‌کنند.
 
تلسکوپ فروسرخ مستقر بر روی ماه که توسط میلارد و همکارانش پیشنهاد شده است، نه تنها بخشی از این پدیده‌های نامرئی را نشان می‌دهد، بلکه در تحلیل جوّ سیارات فراخورشیدی که به دور ستاره‌های کهکشان راه شیری می‌چرخند، بهتر از وب عمل خواهد کرد.

به این ترتیب، چنین تلسکوپی به دانشمندان کمک می‌کند تا روی سیارات فراخورشیدی که ممکن است دارای حیات باشند، تمرکز بیشتر و دقیق‌تری داشته باشند.
 
میلارد بیان می‌کند: «بسیاری از مولکول‌ها و اتم‌ها تنها فراتر از ۲۵ میکرومتر قابل تشخیص هستند. برای مثال، می‌توانیم به مولکول آب یا H_۲O اشاره کنیم. در رصد سیارات فراخورشیدی، این نتیجه‌گیری که آیا چنین محیط‌هایی می‌توانند مکانی زیست‌پذیر باشند یا نه، ضروری است».
 
میلارد در پایان می‌گوید که یک تلسکوپ فروسرخ مستقر بر روی ماه با آینه‌ای به عرض ۱۴ متر می‌تواند در «دهه‌های آتی» حتی بدون حضور دائمی انسان در ماه نیز قابل پیاده‌سازی باشد؛ چرا که امکان ساخت و نگهداری آن توسط فناوری رباتیک وجود دارد.