چشم تلسکوپ پَرتو ایکس تازه ناسا به دنیا باز شد - مجله راهدیو

به گزارش خبرنگاران و به نقل از ناسا، کاوشگر تصویربرداری قطبش سنجی اشعه ایکس(Imaging X-ray Polarimetry Explorer) که معمولا با عنوان مخفف آی ایکس پی ای(IXPE) از آن یاد می شود پس از گذراندن یک ماه در فضا، اکنون کار خود را شروع نموده و برخی از داغ ترین و پرانرژی ترین اجرام دنیا را تحت نظر گرفته است.

کاوشگر تصویربرداری قطبش سنجی اشعه ایکس که پروژه مشترک ناسا و آژانس فضایی ایتالیا است اولین تلسکوپ فضایی است که به مطالعه قطبش پرتوهای ایکس از اجرامی مانند ستاره های منفجر شده و سیاهچاله ها می پردازد. قطبش، چگونگی جهت گیری نور پرتو ایکس در حین حرکت در فضا را توصیف می نماید.

مارتین ویسکوپف(Martin Weisskopf)، محقق اصلی این ماموریت در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا در هانتسویل، آلاباما می گوید: شروع رصدهای علمی IXPE فصل جدیدی برای اخترشناسی پرتو ایکس رقم خواهد زد. یک چیز مسلم است: ما می توانیم منتظر غیر منتظره ها باشیم.

باز شدن تیرک افقی متحرک تلسکوپ ناسا

IXPE در روز نهم دسامبر سال 2021 سوار بر موشک فالکون 9 به مداری در فاصله 600 کیلومتری از سطح زمین رفت و بر فراز استوای زمین نهاده شد. این رصدخانه فضایی در روز 15 دسامبر تیرک افقی متحرک خود را باز کرد تا فاصله لازم برای متمرکز کردن پرتو ایکس بر آشکارسازهای خود را فراهم کند. پس از آن اعضای این ماموریت سه هفته را صرف آنالیز مانورهای این تلسکوپ، قدرت نشانه گیری و تراز کردن آن کردند. در طول این آزمایش ها، اعضای ماموریت این تلسکوپ را به سمت دو هدف درخشان گرفتند. یکی از آنها 1ES 1959+650 بود که هسته سیاهچاله ای یک کهکشان است و غبار و مواد کیهانی به فضا پرتاب می نماید. مورد دوم SMC X-1 نام دارد که یک ستاره مرده در حال چرخش یا تپ اختر است. نورانی بودن این دو منبع باعث می شود که اعضای تیم IXPE به راحتی آنالیز نمایند که در چه مکان هایی پرتوهای ایکس روی آشکارسازهای حساس به قطبش تلسکوپ IXPE می افتند و تنظیمات کوچکی در تراز این تلسکوپ انجام دهند.

ابرنواختر ذات الکرسی آ

گام بعدی برای تلسکوپ IXPE چیست؟

در روز 11 ژانویه، IXPE رصد اولین هدف رسمی و علمی خود را شروع کرد. این هدف ابرنواختر ذات الکرسی آ(Cassiopeia A) است که بقایای یک ستاره بزرگ است که حدود 350 سال پیش در کهکشان راه شیری منفجر شد. ابرنواخترها سرشار از انرژی مغناطیسی هستند و به ذرات تا سرعتی نزدیک به سرعت نور شتاب می دهند.

تلسکوپ IXPE جزئیاتی در خصوص ساختار میدان مغناطیسی ابرنواختر ذات الکرسی آ فراهم می نماید که رصد آن به روش های دیگر ممکن نیست. دانشمندان با مطالعه قطبش پرتو ایکس می توانند ساختار دقیق میدان مغناطیسی و مکان هایی که این ذرات سرعت می گیرند را آنالیز نمایند.

رصد ابرنواختر ذات الکرسی آ حدود سه هفته به طول خواهد انجامید.

ویسکوپف می گوید: مقدار گیری قطبش پرتو ایکس کار آسانی نیست. تشخیص سیگنال های قطبی شده زمان بر است.

اطلاعات بیشتر در خصوص ماموریت تلسکوپ کاوشگر تصویربرداری قطبش سنجی اشعه ایکس

IXPE روزانه چندین بار داده های علمی را به یک پایگاه زمینی که به وسیله آژانس فضایی ایتالیا در مالیندی، کنیا اداره می شود، ارسال می نماید.

این داده ها از پایگاه ایتالیا به مرکز عملیات این ماموریت در دانشگاه کلرادو ارسال شده و سپس برای پردازش به مرکز عملیات IXPE در مارشال ناسا فرستاده می شود. داده های علمی IXPE از مرکز تحقیقات علوم اخترفیزیک پر انرژی (High Energy Astrophysics Science Research Center) در مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در گرینبلت، مریلند به صورت عمومی در دسترس قرار می گیرد.

اعضای ماموریت علمی مارشال با اعضای آزمایشگاه فیزیک اتمسفر و فضا همکاری می نمایند تا مشاهدات علمی را برنامه ریزی نمایند. قرار است این ماموریت به رصد بیش از 30 هدف مشخص شده در طول سال اول فعالیت خود بپردازد.

این ماموریت به مطالعه ابرسیاهچاله ها و ذرات پر انرژی که کهکشان میزبان خود را روشن می نمایند، می پردازد. این تلسکوپ به کاوش فضا-زمان اطراف ابرسیاهچاله های ستاره ای پرداخته و چرخش آن ها را مقدار گیری می نماید. سایر اهداف مشخص شده شامل انواع گوناگون ستاره های نوترونی مانند تپ اخترها و مَگنِت اخترها هستند. این تیم یک ماه را نیز صرف رصد اجرام دیگری که ممکن است به طور ناگهانی در آسمان ظاهر شوند، می نماید.

قطبش سنجی؛

قطبش (موج ها):

قُطبِش، قُطبیدگی، یا پُلاریزاسیون (به انگلیسی: Polarization)، از ویژگی های اساسی امواج عرضی است که راستای نوسان موج را در صفحهٔ عمود بر جهت انتشار آن نشان می دهد. در الکترومغناطیس، قطبش یک موج الکترومغناطیسی (مانند نور) نشان دهندهٔ راستای بردارِ میدان الکتریکی آن است.

امواج، قطبش های متفاوتی دارند؛ قطبش بیضوی، دایره ای (که حالت خاصی از قطبش بیضوی است.) و خطی.

قطبش نور در طبیعت و زندگی روزمره، بی آن که متوجه باشیم، بسیار به چشم می خورد. مثلاً قطبش نور، اساس کار نمایش گرهای کریستال مایع یا همان اِل سی دی (LCD) است. مواد کریستال مایع، دارای این ویژگی هستند که با اِعمال ولتاژ، می توانند قطبش نور عبورنماینده از خود را تغییر دهند.

امواج طولی (مانند صوت) قطبش ندارند، زیرا راستای نوسان و راستای پیشروی (انتشار) آن ها یکی است. در امواج عرضی (مانند نور) راستای نوسان میدان الکتریکی یکتا نیست و با قطبش مشخص می شود.

قطبش نور، یکی از ویژگیهای جالب آن است. وقتی که نور تحت زاویه بروستر از سطح بازتابیده می شود، قطبیده می شود. بعلاوه وقتی نور در محیط پراکنده می شود، قطبیده می شود. علاوه بر این هنگامی که نور از برخی مواد مثل قطبشگرها و یا برخی بلورها عبور می نماید قطبیده می شود. نور قطبیده ممکن است به صورت قطبیده خطی، دایروی و یا در حالت کلی، بیضوی باشد. وقتی که نور قطبیده از برخی مواد مثل سلیفون یا طلق های پلاستیکی دیگر و یا برخی بلورها عبور می نماید، قطبش آن تغییر می نماید. این تغییر قطبش ممکن است در بازتاب هم اتفاق بیافتد.

به هر حال قطبش نور، اطلاعات جالبی دربر دارد که به وسیله آن می توان به ماهیت ماده ای که تغییر قطبش را ایجاد نموده است، پی برد.

قطبش سنجی، تکنیک جالبی است که می تواند به ارزیابی قطبش بپردازد. این تکنیک دقیق و پیچیده است ولی به طور ساده، می توان نور قطبیده را با یک قطبشگر معمولی ارزیابی کرد.

اگر با چرخاندن قطبشگر در مقابل نوری که مورد ارزیابی قرار می گیرد، شدت نور، کم یا زیاد شده و یا تاریک یا روشن شود، نشان دهنده قطبی بودن نور است. اگر با چرخاندن قطبشگر در مقابل نور خروجی، شدت نور کاملا تاریک و یا روشن شود، به این معنا است که قطبش نور فرودی خطی است. اگر شدت نور خروجی کم و زیاد شود، نشان دهنده این است که این نور یا نیمه قطبیده است و یا قطبش بیضوی دارد و چنانچه هیچ تغییری در شدت نور ایجاد نشود، ممکن است غیرقطبیده یا قطبیده دایروی باشد. برای هر یک از این حالت ها، امکانات دیگری نیز وجود دارد که می توان از آن ها برای تشخیص دقیق قطبش استفاده کرد.