تلسکوپ هابل چیست؟ چشمی که کیهان را برای بشر باز کرد

تلسکوپ فضایی هابل (Hubble Space Telescope) یکی از مشهورترین و موفق‌ترین تلسکوپ‌های تاریخ است که از سال ۱۹۹۰ در مدار زمین مشغول مشاهده کیهان بوده است. این تلسکوپ با تصاویر بی‌نظیر و کشفیات مهم، درک ما از جهان را برای همیشه تغییر داد. در این مقاله از دانش‌نما، با مأموریت، دستاوردها و تصاویر ماندگار هابل آشنا می‌شوید.

تلسکوپ هابل چیست؟

تلسکوپ فضایی هابل در ۲۴ آپریل ۱۹۹۰ توسط شاتل فضایی دیسکاوری به مدار زمین فرستاده شد. این تلسکوپ به افتخار ادوین هابل، اخترشناس مشهور آمریکایی که کشف کرد کیهان در حال انبساط است، نام‌گذاری شد.

هابل در ارتفاع حدود ۵۴۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد و هر ۹۵ دقیقه یک بار به دور زمین می‌چرخد. از آنجایی که هابل در فضاست، جو زمین مانع دید آن نمی‌شود و می‌تواند تصاویر بسیار شفاف و دقیقی از کیهان ثبت کند.

ویژگی‌های فنی هابل

چرا هابل در فضا قرار دارد؟

تلسکوپ‌های زمینی با مشکل جو زمین مواجه هستند. جو زمین نور ستاره‌ها را دچار شکست، پراکندگی و تاری می‌کند. به همین دلیل، تلسکوپ‌های زمینی نمی‌توانند تصاویر کاملاً شفاف ثبت کنند.

هابل بالای جو زمین قرار دارد، بنابراین:

• تصاویر بسیار شفاف و بدون تاری ثبت می‌کند.
• می‌تواند نور فرابنفش را که جو زمین جذب می‌کند، مشاهده کند.
• در طول شبانه‌روز می‌تواند مشاهده کند (چون در فضا شب و روز ندارد).
• تحت تأثیر آلودگی نوری و آب و هوا نیست.

مأموریت‌های تعمیر هابل

یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد هابل این است که در فضا قابل تعمیر است. ناسا ۵ مأموریت شاتل برای تعمیر و ارتقای هابل انجام داد:

• ۱۹۹۳: اصلاح نقص آینه اصلی (اولین مأموریت تعمیر).
• ۱۹۹۷: نصب ابزارهای جدید.
• ۱۹۹۹: تعمیر ژیروسکوپ‌ها.
• ۲۰۰۲: نصب دوربین پیشرفته (ACS).
• ۲۰۰۹: آخرین مأموریت تعمیر و ارتقا.

این مأموریت‌ها باعث شدند هابل به جای ۱۵ سال، بیش از ۳۰ سال فعال بماند.

دستاوردهای هابل

هابل در طول فعالیت خود، دستاوردهای علمی بی‌شماری داشته است:

۱. تعیین سن کیهان

هابل با اندازه‌گیری فاصله کهکشان‌های دور، سن کیهان را حدود ۱۳.۸ میلیارد سال تعیین کرد. این یکی از مهم‌ترین دستاوردهای علمی تاریخ است.

۲. کشف انرژی تاریک

مشاهدات هابل از ابرنواخترهای دور نشان داد که انبساط کیهان در حال شتاب گرفتن است. این کشف منجر به معرفی مفهوم انرژی تاریک شد که ۶۸٪ کیهان را تشکیل می‌دهد.

۳. تصاویر میدان عمیق (Deep Field)

هابل در سال‌های ۱۹۹۵، ۲۰۰۴ و ۲۰۱۲ تصاویری از نواحی کوچک و تاریک آسمان گرفت که به میدان عمیق هابل معروف شدند. این تصاویر هزاران کهکشان دور را نشان دادند و ثابت کردند که کیهان بسیار بزرگ‌تر از تصور ماست.

۴. مطالعه سیاه‌چاله‌ها

هابل با مشاهده حرکت ستاره‌ها و گازها، وجود سیاه‌چاله‌های ابرجرم در مرکز کهکشان‌ها را تأیید کرد.

۵. کشف جو سیارات فراخورشیدی

هابل برای اولین بار توانست ترکیب جو سیارات فراخورشیدی را تحلیل کند و مولکول‌هایی مثل هیدروژن، سدیم و متان را در آن‌ها شناسایی کند.

۶. تصاویر بی‌نظیر از سحابی‌ها

تصاویر هابل از سحابی‌هایی مثل سحابی عقاب (ستون‌های آفرینش)، سحابی خرچنگ و سحابی کارینا، از معروف‌ترین تصاویر علمی تاریخ هستند.

معروف‌ترین تصاویر هابل

• ستون‌های آفرینش (Pillars of Creation): تصویری از سحابی عقاب که ستون‌های عظیم گاز و غبار را نشان می‌دهد.
• میدان عمیق هابل (Hubble Deep Field): تصویری از هزاران کهکشان دور.
• سحابی خرچنگ: باقی‌مانده یک ابرنواختر.
• کهکشان آندرومدا: نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به راه شیری.
• سحابی سر اسب: سحابی تاریک و معروف در صورت فلکی شکارچی.

چالش‌های هابل

هابل با وجود موفقیت‌هایش، با چالش‌هایی هم مواجه بوده:

• نقص آینه اصلی: در ابتدا آینه هابل نقص داشت و تصاویر تار بودند. این نقص در سال ۱۹۹۳ با مأموریت تعمیر اصلاح شد.
• فرسودگی: با گذشت زمان، تجهیزات هابل فرسوده شده‌اند.
• مدار در حال کاهش: مدار هابل به آرامی در حال کاهش ارتفاع است و در نهایت سقوط خواهد کرد.
• رقابت با جیمز وب: از سال ۲۰۲۲، جیمز وب به عنوان قدرتمندترین تلسکوپ فضایی جایگزین هابل شده است.

تفاوت هابل و جیمز وب

آینده هابل

هابل همچنان فعال است و به کشفیات خود ادامه می‌دهد، اما عمر آن رو به پایان است:

• انتظار می‌رود هابل تا اواخر دهه ۲۰۲۰ یا اوایل ۲۰۳۰ فعال بماند.
• پس از آن، مدار آن کاهش یافته و در جو زمین می‌سوزد.
• میراث علمی هابل، از جمله میلیون‌ها تصویر و کشفیات، برای همیشه باقی خواهد ماند.

حقایق شگفت‌انگیز درباره هابل

• هابل بیش از ۱.۵ میلیون تصویر از اجرام آسمانی ثبت کرده است.
• هابل به نام ادوین هابل، کاشف انبساط کیهان، نام‌گذاری شده است.
• هابل بیش از ۳۰ سال فعال بوده؛ یعنی بسیار بیشتر از عمر طراحی ۱۵ ساله‌اش.
• هابل هر ۹۵ دقیقه یک بار به دور زمین می‌چرخد.
• مشاهدات هابل منجر به کشف انرژی تاریک شد؛ یکی از بزرگ‌ترین کشفیات علمی قرن.
• تصویر «ستون‌های آفرینش» هابل، یکی از معروف‌ترین تصاویر علمی تاریخ است.
• هابل در طول فعالیت خود، بیش از ۱.۵ میلیون بار زمین را دور زده است.

جمع‌بندی

تلسکوپ فضایی هابل، چشمی که کیهان را برای بشر باز کرد، یکی از موفق‌ترین و تأثیرگذارترین ابزارهای علمی تاریخ است. این تلسکوپ با تصاویر بی‌نظیر و کشفیات مهم، درک ما از جهان را برای همیشه تغییر داد. از تعیین سن کیهان تا کشف انرژی تاریک، از تصاویر سحابی‌ها تا تحلیل جو سیارات فراخورشیدی، هابل نقش کلیدی در پیشرفت نجوم مدرن داشته است. هرچند جیمز وب جایگزین آن شده، اما میراث هابل برای همیشه در تاریخ علم باقی خواهد ماند.

اگر به مباحث نجومی علاقه دارید، پیشنهاد می‌کنیم این مقالات دانش‌نما را هم مطالعه کنید:

• تلسکوپ جیمز وب
• راه شیری
• سیاه‌چاله‌ها
• ستاره‌ها
• منظومه شمسی