يمكن لمعظمنا أن يقضي حياته بأكملها في النظر إلى السماء ليلاً ولا يرى سوى القليل من التغييرات. يصبح القمر مضاءً بشكل أو بآخر، وتنجرف الكواكب بهدوء عبر السماء، وتتدخل الأقمار الصناعية ومحطة الفضاء الدولية لبضع لحظات في كل مرة، ويتخلل الخط اللامع اللحظي للنيزك أمسية عرضية لمشاهدة النجوم.
إذا كنا محظوظين حقًا، فسنحظى بفرصة مشاهدة أحد المذنبات البارزة: زائر منتظم مثل مذنب هالي، أو مذنب يظهر مرة واحدة كل عدة آلاف سنة مثل هيل بوب. قد يكون عدد قليل جدًا منا محظوظًا حقًا ويشهد مستعرًا أعظم بعيدًا.
لكن الهدوء الواضح لسماء الليل هو مجرد وهم، حتى بالنسبة لأولئك الذين لديهم تلسكوب نموذجي في الفناء الخلفي. إنها نتيجة تحيز الاختيار بناءً على قدرتنا على رؤية الضوء المرئي فقط. واقع سماء الليل مختلف كثيرًا. الأحداث الكارثية والعابرة تكاد تكون مستمرة، إذا كان لديك العين المناسبة للرؤية. العديد من الظواهر الفلكية، مثل التوهجات النجمية والنجوم المتفجرة، لا تكشف عن نفسها بالكامل إلا في الضوء فوق البنفسجي، وهو ما يتجاوز قدرتنا على الرؤية دون مساعدة تكنولوجية.
قريباً سيكون لدينا تلسكوب فضائي جديد يرى حصرياً بالأشعة فوق البنفسجية. أعلنت وكالة ناسا أن UVEX، مستكشف الأشعة فوق البنفسجية، سيتم إطلاقه في عام 2031. وستقوم مهمة UVEX، التي ستقودها CalTech، بإجراء مسح شامل للسماء في الأشعة فوق البنفسجية القريبة والبعيدة.
“في كل مرة تنظر فيها إلى السماء بطول موجي جديد، تتعلم شيئًا جديدًا وغير متوقع.” كريم البدري، عضو فريق UVEX، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
وقال رئيس معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وأستاذ علم الفلك راي جاياواردهانا: “يعد UVEX قفزة جريئة للأمام في استكشافنا للكون فوق البنفسجي”.
الضوء عبر جميع الأطوال الموجية، من الراديو إلى أشعة جاما، يغمر الكون. لا يمكننا أن نفهم حقًا ما الذي يخلق كل الضوء إلا إذا تمكنا من رؤية كل الضوء. سوف يملأ UVEX فجوة في ملاحظاتنا من خلال توفير مسح شامل للسماء بالأشعة فوق البنفسجية والذي سيكمل المسوحات التي تجريها التلسكوبات الأخرى مثل تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي، ومرصد فيرا روبين، وتلسكوب إقليدس الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.
عندما يفكر معظم الناس في التلسكوبات والتلسكوبات الفضائية، فمن المحتمل أن يتخيلوا تلسكوبات قوية يمكنها رؤية مسافات طويلة، مما يوفر مناظر رائعة للأجسام البعيدة. بعد كل شيء، فإن صور السدم والأشياء الأخرى هي حلوى للعين، فهي تزين الصفحات المقصودة لمواقع الويب وتساعد في إثارة الاهتمام العام بالفضاء وعلم الفلك.
لكن التلسكوبات المسحية تلعب دورًا كبيرًا في العلوم. سيقوم تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي بإجراء ثلاثة مسوحات منفصلة بالأشعة تحت الحمراء، وسيقوم مرصد فيرا روبين بتصوير السماء ليلاً بشكل متكرر على مدى عقد من الزمن، وسيقوم إقليدس بإجراء ثلاثة مسوحات عميقة المجال في الضوء المرئي، والتقاط أكثر من 10 مليارات مصدر (مجرات). يقوم تلسكوب آخر تابع لناسا، وهو SPHEREx، بإجراء مسح شامل للسماء باستخدام الأشعة تحت الحمراء القريبة.
تعتبر مجموعات البيانات الضخمة هذه لا تقدر بثمن في علم الفلك الحديث، وسوف يساهم UVEX في هذه الصورة المتنامية والمفصلة للكون. كما سيتم جمع الملاحظات المركزة على الأهداف الفردية.
يشرح هذا الرسم البياني بعضًا مما يكمن وراء مهمة UVEX. سوف يركز UVEX على المجرات القريبة نسبيًا ذات الكتلة المنخفضة وضوءها فوق البنفسجي الساطع. توجد هذه المجرات نفسها على بعد مليارات السنين الضوئية، لكن ضوءها ينزاح نحو الأحمر، مما يعني أنه أصبح الآن ضوء الأشعة تحت الحمراء. يمكن لـ JWST والتلسكوب الفضائي الروماني رؤيتها. ومن خلال فحص النظراء الأقرب لهذه المجرات بالأشعة فوق البنفسجية، ستكمل UVEX عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء من التلسكوبين الآخرين. حقوق الصورة: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/روبرت هيرت (IPAC-SElab)
تعتبر المجرات منخفضة الكتلة التي سيركز عليها UVEX مهمة في الكون للدور الذي تلعبه. وفي ورقة تصف مهمة UVEX، أوضح المؤلفون أن UVEX يعتمد على ثلاث “ركائز”، أولها المجرات منخفضة الكتلة.
“أولاً، سوف يستكشف UVEX حدود المجرات منخفضة الكتلة ومنخفضة المعدن من خلال التصوير والمسوحات الطيفية التي ستسبر الجوانب الرئيسية لتطور المجرات من خلال فهم كيفية تأثير تكوين النجوم وتطور النجوم في المعادن المنخفضة على نمو وتطور المجرات منخفضة المعدن ومنخفضة الكتلة في الكون المحلي”، كتب المؤلفون. تحتوي مجموعة المجرات هذه على نصف كتلة الكون، وهي نظيرة للمجرات الأولى في الكون.
“ثانيًا، سوف يستكشف UVEX الكون الديناميكي من خلال مسوحات المجال الزمني، وستقوم قدرة المتابعة الطيفية السريعة باستكشاف البيئات وعلم الطاقة وعمليات الانبعاث في أعقاب اندماجات الأجسام المدمجة المكتشفة بواسطة موجات الجاذبية، واكتشاف عابرات الأشعة فوق البنفسجية الساخنة والسريعة، وتشخيص المراحل المبكرة للانفجارات النجمية،” يشرح المؤلفون.
وأخيرًا، ستعمل UVEX، مثل بعثات المسح الأخرى، على توليد كنز هائل من بيانات الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن للباحثين الذين يدرسون مجموعة واسعة من الأشياء والظواهر الوصول إليها. وهذا مشابه جدًا لما فعلته مهمة غايا التي اكتملت مؤخرًا لوكالة الفضاء الأوروبية. يتم استخدام بيانات جايا في مجموعة واسعة من مجالات البحث، ومن المرجح أن يتم الاعتماد عليها لفترة طويلة.
يضع هذا الرسم البياني UVEX في سياق التلسكوبات والمسوحات الأخرى. ويوضح أيضًا كيفية مقارنته بمراصد الأشعة فوق البنفسجية الأخرى. حقوق الصورة: كولكارني وآخرون. 2023.
سوف يقوم UVEX بإبراز الأشياء التي كانت قاتمة للغاية بحيث لم يكن من الممكن رؤيتها من قبل. ستكون الانفجارات والاندماجات النجمية وأحداث المد والجزر وغيرها مرئية أكثر من أي وقت مضى. تعد هذه الأحداث العابرة من أكثر الأحداث دراماتيكية في الكون، وإلى جانب نشاط المسح الثابت الخاص بها، سيكون UVEX قادرًا على الإشارة بسرعة إلى الأحداث العابرة ومشاهدتها وهي تتكشف.
في حين تم إطلاق العديد من التلسكوبات القوية في السنوات القليلة الماضية، فإن هذا هو أول تلسكوب جديد للأشعة فوق البنفسجية منذ 20 عامًا. وستكون هذه أول مهمة للأشعة فوق البنفسجية لإنشاء خرائط للسماء العميقة بالأشعة فوق البنفسجية. وبفضل حساسيته الشديدة ومطيافه، فإنه سيميز الأطوال الموجية المختلفة للضوء القادم من الأجسام البعيدة، مما يوضح العناصر الكيميائية الموجودة.
سوف يكمل UVEX أيضًا مراصد موجات الجاذبية. موجات الجاذبية هي تموجات في الزمكان (التي تنبأ بها أينشتاين) والتي تتولد عندما تندمج أجسام كثيفة للغاية، مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء. عندما يتم الكشف عن موجات الأجيال، يتم إرسال التنبيهات إلى التلسكوبات الأخرى التي تقوم بعد ذلك بمراقبتها في الأطوال الموجية بما في ذلك أشعة الراديو وأشعة جاما. عند إطلاق UVEX، فإنه سيضيف ملاحظات للأشعة فوق البنفسجية.
“مع UVEX، سنكون الآن قادرين على متابعة أحداث موجة الجاذبية في الضوء فوق البنفسجي”، يوضح مانسي كاسليوال، عضو فريق UVEX (الدكتوراه ’11)، أستاذ علم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومدير مرصد بالومار. ستكشف أطياف UVEX التفصيلية عن معلومات أكثر من أي وقت مضى حول هذه الأحداث.
يتم إطلاق كل مهمة وتلسكوب جديد بفكرة ثابتة عن أهدافه ونتائجه المتوقعة. ولكن كما نستمر في رؤية التلسكوبات، بما في ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوي وملاحظاته عن المجرات فائقة الكتلة، فإن كل تلسكوب جديد يولد أيضًا بعض المفاجآت.
وقال كريم البدري، الأستاذ المشارك في علم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وعضو فريق UVEX: “في كل مرة تنظر فيها إلى السماء بطول موجي جديد، فإنك تتعلم شيئًا جديدًا وغير متوقع”.
