خانه | دانش و فن‌آوری

چشمی نوین برای مسّاحی کیهان

پنجشنبه, 1390-01-18 13:22
نسخه قابل چاپنسخه قابل چاپ
Becky Crew (بکی کِرو)
برگردان: 
احسان سنایی

بکی کِرو ـ برای نخستین بار، تیمی بین‌المللی از پژوهش‌گران، دست به طراحی ِ گیرنده‌های رادیویی ِ نوینی با «ورودیِ فازآرایی‌شده» (موسوم به PAF) جهت استقرار در رادیوتلسکوپ‌های نجومی زنده‌اند؛ که به دانشمندان امکان مسّاحی‌های گسترده‌ی آسمان را با دقت و سرعتی بی‌سابقه می‌دهد.

ورودی‌های PAF، برخلاف ورودی‌های تک‌پیکسلی ِ معمول در ساختمان رادیوتلسکوپ‌های امروزی؛ به گیرنده‌های پراکنده‌تر و متقارنی جهت تشخیص امواج رادیویی ِ کیهانی مجهزند که به ستاره‌شناسان امکان رصد بهینه‌ی رخدادهای گذرایی نظیر انفجارهای ابرنواختری و سامانه‌های دوگانه‌ی ستاره‌ایِ فعال در پرتو X را می‌دهد. «راسل گوگ» (Russell Gogh)؛ سرمهندس پژوهش مزبور و مدیر پروژه‌ی «آرایه‌ی [تلسکوپی ِ] یک کیلومتر ِ مربعی ِ استرالیا» (ASKAP) در این‌باره می‌گوید: «تفاوتِ مابین رصدهای تک‌پیکسلی، و یک نقشه‌ی پانارامای صدپیکسلی، در اهمیتِ مدت رصد‌ها خلاصه می‌شود. یک ستاره‌شناس، با آرایه‌ای یکصدپیکسلی طی یک روز؛‌‌ همان نتیجه‌ای را به‌دست خواهد آورد که طی سه یا چهار ماه، از طریق بک گیرنده‌ی تک‌پیکسلی دریافت می‌دارد».

به‌گفته‌ی گوگ، مسّاحی ِ قسمت‌های گسترده‌ای از کیهان با گیرنده‌های تک یا دوپیکسلی ِ مستقر بر رادیوتلسکوپ‌های کنونی، نیازمند زمانی طولانی‌ است و می‌توان فناوری‌اش را با یک دوربین ِ عکاسی ِ دیجیتال با رزولوشن یک ‌پیکسل مقایسه کرد. علاوه بر این، اجرامی نظیر دنباله‌دار‌ها، ابرهای مولکولی ِ بین‌ستاره‌ای و کهکشان‌های همسایه، در قیاس با توان تفکیکِ رادیوتلسکوپ‌های کنونی، از وسعت زیادی برخوردارند و به‌همین علت رصدِ این اجرام، امر دشواری‌ست.

در سال ۲۰۰۸ میلادی بود که گروهی از ستاره‌شناسان، از رادیوتلسکوپ غول‌پیکر «گرین‌بَنک» (GBT) (بزرگ‌ترین رادیوتلسکوپِ قابل هدایتِ دنیا و بزرگ‌ترین سازه‌ی زمینی ِ ایالت ویرجینیای غربی ِ آمریکا)؛ به‌منظور مطالعه‌ی فوق‌دقیق گاز هیدروژنِ موجود در سحابی «ابر اسمیت» (Smith» s Cloud)، واقع در صورت فلکی عقاب استفاده کردند. رصد کردنِ این ابر پرسرعتِ هیدروژنی – با وسعت ظاهریِ ۳۰ برابر پهنای ماه کامل در آسمان – با کیفیت مطلوب؛ تقریباً نیازمند ۴۰‌هزار رصد مجزا بود!

گوگ می‌گوید: «برخی از سیگنال‌هایِ کیهانی ِ مورد علاقه‌ی ستاره‌شناسان، بسیار بسیار ضعیف هستند و آنان بایستی وقتِ قابل توجهی از یک تلسکوپ را به تشخیص و نقشه‌برداریشان اختصاص دهند».
پژوهش‌گران استرالیایی، برای رادیوتلسکوپ ۶۴متریِ رصدخانه‌ی پارکز؛ متعلق به سازمان ملی علوم استرالیا (CSIRO) در نیوساوث‌ولز، اقدام به ساخت گیرنده‌ای ۱۳کاناله کرده‌اند. این آرایه‌ی نوین‌ از آنتن‌ها، به ستاره‌شناسان اجازه‌ی کار با سرعتی ۱۳ برابر بیشتر از گیرنده‌های تک‌پیکسلی ِ معمول را می‌دهد. با این‌حال، به‌گفته‌ی گوگ هنوز هم مشکلاتی برای توسعه‌ی چنین فناوری‌هایی وجود دارد. او می‌گوید: «حد بالایی در ابعاد یک گیرنده وجود دارد و ما دلخواهانه نمی‌توانیم این گیرنده‌ها را در کنار هم بچینیم. از این‌رو شکاف‌هایی مابین آنتن‌ها (یا‌‌ همان دوبین‌های تک‌پیکسلی) همواره هست» و اینجاست که فناوری PAF پا به عرصه‌ی وجود می‌گذارد و به‌ ما امکان ایجاد تصاویر نجومی ِ خالی از هر شکافی مابین پیکسل‌ها را می‌دهد.


«دیک هانستد» (Dick Hunstead)؛ دانشمندی از مؤسسه‌ی اختر‌شناسی سیدنی و مدیر رصدخانه‌ی رادیویی ِ مولونگلو، می‌گوید: «این، یقیناً فناوریِ فرداست. اگر این فناوری، به‌قدر مطلوبیتِ انتظاراتمان عملیاتی شود؛ پیشرفتی خارق‌العاده‌ خواهد بود». او در رابطه با اهدافی که خوراکِ اصلی ِ چنین فناوری‌ای را تشکیل می‌دهد هم می‌گوید: «ستاره‌شناسان، منابع ِ رادیویی [گذرایی] را یافته‌اند که لحظه‌ای هستند و لحظه‌ای دیگر نه»؛ و می‌افزاید که کشف هویت این اهدافِ ناپایداری که «شب‌هنگام، شدتِ نورشان ناگهان خیز برمی‌دارد»، همانند برخی از سامانه‌های دوگانه‌ی ستاره‌ایِ فعال در پرتو X؛ «نیازمند وجودِ چنین فناوری‌ای‌ست».

هانستد می‌گوید: «یکی از دلایل عمده‌ [ی ایجاد چنین فناوری‌ای]، جستجو به‌دنبال منابع [اخترشناختی‌ای] ست که در بازه‌های کوتاهِ زمانی تحول می‌یابند و تنها طی مدت‌زمانِ کوتاهی عیان هستند. تنها راهی که شما به‌یاری‌اش قادر به صیدشان هستید؛ تماشای حوزه‌ای وسیع از آسمان [با کیفیت نقشه‌برداریِ فوق‌العاده] است».

گوگ و همکارانش در CSIRO، مشغول به همکاری با پژوهش‌گرانی از هلند، کانادا و ایالات متحده هستند تا فناوری PAF را به‌عنوان یکی از گونه‌های احتمالی ِ گیرنده‌های رادیویی ِ قابل استفاده در «آرایه‌ی رادیوتلسکوپی ِ یک‌کیلومتر مربعی ِ استرالیا (SKA) – که قرار است حساسترین رادیوتلسکوپ دنیا بشود – باشد. هر گیرنده‌ی PAF، متشکل از ۱۸۸ رکن مجزاست که مشتمل بر حسگرهای مستقر در نقطه‌ی کانونی ِ بشقاب‌های رادیویی، تقویت‌کننده‌ها، مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال و نهایتاً پردازنده‌های دیجیتالی می‌شود.

هرکدام از «اشعه‌ساز»‌های دیجیتالی ِ موجود در هرکدام از آنتن‌ها، سیگنال‌های کیهانی ِ دریافتی توسط PAF‌ها را که از سرتاسر آرایه‌ی رادیوتلسکوپی جمع‌آوری می‌شود و به‌منظور تأمین داده‌های اختر‌شناختی ِ مطلوب در هم می‌آمیزد؛ دست‌کاری کرده، و تفسیر می‌کند.

مهندسین ِ استرالیایی ِ پروژه‌ی SKA که توسط مبدع فناوری Wi-Fi؛ یعنی «جان اوسالیوان» (John O» Sullivan) رهبری می‌شوند؛ اقدام به طراحی و نمونه‌سازیِ اولیه از یک PAF صفحه‌شطرنجی، در رصدخانه‌ی پارکز استرالیا و در محل احتمالی ِ احداث پروژه‌ی SKA در شرق استرالیا کرده‌اند. گوگ در این‌باره می‌گوید: «تا‌به‌حال این آزمایشات، نمونه‌ای پیش‌ساخته را اجرا کرده‌اند و نتایج ِ حاصله هم دلگرم‌کننده‌ است. وقتی‌که نخستین گیرنده‌ی آزمایشی با ورودیِ فازآرایی‌شده‌ را در ابعاد اصلی‌اش در پارکز ساختیم؛ آن‌وقت همه‌چیز هیجان‌انگیز خواهد شد».

 

توضیح تصویر:

۱ – جان اوسالیوان؛ مبدع فناوری wi-fi، در کنار مدلی آزمایشی از یک گیرنده‌ی رادیویی با ورودیِ فازآرایی‌شده (PFA) / Chris Walsh، Patrick Jones Photographic Studio

۲- رادیوتلسکوپ غول‌پیکر گرین‌بنک، با قطر بشقاب متوسط ۱۰۰ م‌تر؛ واقع در ایالت ویرجینیای غربی آمریکا. رزولوشن این بزرگ‌ترین تلسکوپ ِ رادیویی ِ متحرک دنیا، در حد یک دوربین عکاسی دیجیتال یک پیکسلی‌ست!

 

منبع: Cosmos Online

Share this
Share/Save/Bookmark

ارسال کردن دیدگاه جدید

محتویات این فیلد به صورت شخصی نگهداری می شود و در محلی از سایت نمایش داده نمی شود.

نظر شما پس از تایید دبیر وب‌سایت منتشر می‌شود.

لطفا به زبان فارسی کامنت بگذارید.
برای نوشتن به زبان فارسی می توانید از ادیتور زمانه استفاده کنید.

کامنتهایی که حاوی اتهام، توهین و یا حمله شخصی باشد هرز محسوب می شود و
منتشر نخواهد شد.

 

لینک به ادیتور زمانه:         

برای عبور از سد فیلترینگ

پرونده ۱۳۹۱ / چشم‌انداز ۱۳۹۲

مشخصات تازه دریافت برنامه های رادیو زمانه  از ماهواره:

ماهواره  :Eutelsat

هفت درجه شرقی

پولاریزاسیون افقی 

سیمبول ریت ۲۲

فرکانس ۱۰۷۲۱مگاهرتز

همیاران ما