تلسکوپ فضایی جدید UVEX ناسا به اعماق خشن ترین رویدادهای جهان نگاه خواهد کرد.

تلسکوپ فضایی جدید ناسا جهان را در نور فرابنفش مطالعه خواهد کرد تا رویدادهای خشن و متلاطمی را که در زیر دریای کیهانی آرامش حباب می‌شوند، آشکار کند.

ماموریت کاوشگر فرابنفش (UVEX) که توسط ناسا در همکاری با موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) توسعه یافته است، اولین مأموریتی است که نقشه های عمیق تمام آسمان را در نور فرابنفش ایجاد می کند. بنابراین، زمانی که UVEX در سال 2031 راه اندازی شود، به بررسی های نقشه برداری آسمان جدید مانند SPHEREx ناسا (طبقه فتومتر برای تاریخچه کیهان، عصر یونیزه شدن و کاوشگر یخ ها)، که کیهان را در مادون قرمز اسکن می کند، و Vera C می پیوندد.

رصدخانه روبین، که همین کار را بر روی نیمکره جنوبی در نور مرئی انجام می دهد و نقشه های اعماق آسمان را در سراسر طیف گسترده ای از طیف الکترومغناطیسی ایجاد می کند.

نماهای فرابنفش UVEX رویدادهای انفجاری مانند برخورد بین اجساد ستاره‌ای بسیار چگال به نام ستاره‌های نوترونی و انفجارهای ابرنواختری که مرگ ستارگان پرجرم و تولد ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها را نشان می‌دهند را نشان می‌دهد. علاوه بر این، تلسکوپ فرابنفش ناسا باید بتواند تعداد زیادی از کهکشان‌های کم جرم را بسیار نزدیک‌تر به کهکشان راه شیری نسبت به کهکشان‌های مشابهی که در حال حاضر توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) در فاصله میلیون‌ها و حتی میلیاردها سال نوری از ما فاصله دارند، شناسایی کند.

فیونا هریسون، محقق اصلی ماموریت، پروفسور فیزیک کلتک، در بیانیه‌ای در اکتبر گفت: مأموریت 590 میلیون دلاری UVEX "مرزهای اساسی در اخترفیزیک، از درک کوچک‌ترین کهکشان‌ها تا تشخیص پیامدهای ادغام ستاره‌های نوترون و سایر انفجارهای کیهانی را پیش خواهد برد."

Ray Jayawardhana رئیس کلتک در همین بیانیه گفت: "اولین ماموریت فضایی بزرگ ماوراء بنفش در دو دهه، UVEX یک جهش جسورانه به جلو در اکتشاف ما در جهان فرابنفش است."

UVEX تصویری از زندگی کیهانی، مرگ و زندگی پس از مرگ را ترسیم خواهد کرد

UVEX به لطف حسگرهای ساخته شده توسط Caltech که بر اساس فناوری تصویربرداری مکمل فلز-اکسید-نیمه هادی (CMOS) است، از یک جهش بزرگ در حساسیت UV بهره خواهد برد. این به فضاپیما کمک می کند تا از آنچه هریسون به عنوان "فرصت استفاده نشده در اشعه ماوراء بنفش" توصیف می کند، استفاده کند.

UVEX به طور منحصربه‌فردی برای شناسایی میلیون‌ها کهکشان نزدیک، کوچک و کم‌نور که مملو از ستاره‌های نوزادی هستند که نور فرابنفش درخشان ساطع می‌کنند، آماده است.

هریسون گفت: «در نور نوری، تشخیص این کهکشان‌های نزدیک از کهکشان‌های دور که شبیه به هم هستند، بسیار سخت است. "نور UV پیدا کردن آنها را آسان تر می کند."

با این حال، UVEX فقط در مورد دوران نوزادی ستارگان تحقیق نخواهد کرد. همچنین مرگ ستارگان باستانی را در قالب ابرنواخترها بررسی خواهد کرد.

یادگار ابرنواختر Pa 30، همانطور که توسط تلسکوپ شمالی Gemini مشاهده می شود. (اعتبار تصویر: رصدخانه بین المللی جمینی/NOIRLab/NSF/AURA) ابرنواخترها زمانی اتفاق می‌افتند که سوخت یک ستاره عظیم برای همجوشی هسته‌ای تمام می‌شود و دیگر نمی‌تواند خود را در برابر فشار گرانش خود به داخل نگه دارد. با فروپاشی هسته ستاره، لایه های بیرونی آن در انفجارهای کیهانی که ما آن را ابرنواختر می نامیم به بیرون منفجر می شوند.

این فرآیندی است که دانشمندان مشتاق درک آن هستند، زیرا این انفجارها عناصر سنگینی را که در طول عمر ستارگان جعل شده‌اند به سمت کهکشان‌های اطراف پرتاب می‌کنند. این ماده به اجزای سازنده نسل بعدی ستارگان، سیارات و احتمالا حیات تبدیل می شود.

UVEX همچنین بررسی خواهد کرد که چه اتفاقی برای محصولات نهایی برخی ابرنواخترها، ستارگان نوترونی، هنگام ملاقات و ادغام آنها می افتد.

یک تصویر دو ستاره نوترونی را در حال برخورد و ادغام نشان می دهد. (اعتبار تصویر: رابرت لی (ایجاد شده با Canva)) ستارگان نوترونی دارای جرمی بین یک تا دو برابر جرم خورشید هستند که به عرض حدود 12 مایل (20 کیلومتر) فشرده شده است. این بدان معناست که آنها از ماده به قدری متراکم تشکیل شده اند که اگر یک قاشق چای خوری از آن به زمین آورده شود، وزن آن به بیش از 1 میلیارد تن می رسد. این معادل چیدن حدود 9 میلیون نهنگ آبی بالغ روی یک قاشق است.

بنابراین، هنگامی که ستاره‌های نوترونی در سیستم‌های دوتایی با هم مارپیچی می‌شوند و ادغام می‌شوند، محیطی چنان خشن ایجاد می‌کنند که این تنها جایی در جهان است که دانشمندان مطمئن هستند عناصر سنگین‌تر از سرب، مانند طلا، نقره و پلاتین، می‌توانند جعل شوند.

در حال حاضر، ادغام ستاره های نوترونی از طریق امواج در فضازمان به نام امواج گرانشی تشخیص داده می شود. سپس دانشمندان می توانند پیامدهای ادغام را با مشاهده آنها در نور الکترومغناطیسی، از پرتوهای گامای پرانرژی گرفته تا امواج رادیویی کم انرژی، دنبال کنند. بنابراین، UVEX جنبه دیگری به بررسی برخورد ستاره‌های نوترونی و درک ما از محل منشأ عناصر سنگین اضافه می‌کند.

قابلیت مانور تلسکوپ فضایی جدید به آن اجازه می دهد تا این رویدادهای انفجاری را در مدت کوتاهی پس از وقوع آنها مشاهده کند و به آن برتری نسبت به سایر ابزارها از جمله تلسکوپ فضایی هابل ناسا می دهد.

Mansi Kasliwal عضو تیم UVEX و دانشمند Caltech در همین بیانیه گفت: با UVEX، ما اکنون قادر خواهیم بود رویدادهای امواج گرانشی را در نور فرابنفش دنبال کنیم. "من می توانم روی دو دست حساب کنم که چه تعداد طیف از رویدادهای گذرا در مرحله نوزادی آنها با تلسکوپ فضایی هابل داریم. هابل، البته، شگفت انگیز است و دارای برخی از قابلیت های فرابنفش است، اما نمی تواند به سرعت برای مشاهده رویدادهای زمان واقعی بچرخد."

تصویری از یک ستاره آبی برهنه (اعتبار تصویر: رابرت لی) UVEX همچنین در مطالعه ستارگان آبی که لایه بیرونی هیدروژن آنها توسط ستارگان همراه از بین رفته است انقلابی خواهد بود. این ستارگان فرصتی منحصر به فرد برای مطالعه فضای درونی ستارگان، که معمولا توسط لایه های بیرونی آنها پوشیده می شود، به محققان ارائه می دهند.

کریم البدری، دانشیار نجوم در Caltech و یکی از اعضای تیم UVEX در همین بیانیه گفت: "ما قادر خواهیم بود آنچه را که در داخل ستارگان وجود دارد ببینیم." ما فقط تعداد کمی از این نوع ستاره ها را می شناسیم. UVEX صدها ستاره را پیدا خواهد کرد.

تمام عناصر فوق مورد بحث، اکتشافات و تحقیقات مورد انتظاری هستند که UVEX با آنها درگیر خواهد شد. با این حال، شاید حتی هیجان‌انگیزتر از آن، عناصر غیرمنتظره‌ی کیهانی باشد که آن را کشف خواهد کرد.

البدری گفت: «هر بار که با یک طول موج جدید به آسمان نگاه می کنید، چیز جدید و غیرمنتظره ای یاد می گیرید.