تلسکوپ فضایی گلاست(فرمی)

تلسکوپ فضایی پرتو گامای GLAST که نام آن تشکیل یافته از سرنام عبارتی به معنای تلسکوپ فضایی پرتوی گامای زاویه باز است، قرار است ماموریت خود را در ژوئن 2008 آغاز کرده و چشمان خود را به روی آسمان، بگشاید. پیش از این، تلسکوپ های Swift  (فعال) و کامپتون (غیرفعال)، عملیات کاوش کیهان در محدوده پرتوهای گاما را به عهده داشتند.

بررسی GRB ها یکی از مهمترین اهداف اخترشناسان در شناخت قوانین کیهانی است، برای نخستین بار این پدیده های زودگذر، زمانی کشف گردیدند که در جریان جنگ سرد مابین آمریکا و شوروی ، ماهواره Vela  که برای ردیابی انفجارهای هسته ای شوروی از سوی آمریکا به فضا پرتاب شده بود، به جای تشخیص انفجار اتمی بر روی زمین، انفجاری به مراتب قویتر را در پشت سر خود و در اعماق کیهان یافت.

اهداف این تلسکوپ عبارتند از:

   1-کاوش مناطق بسیار پرانرژی جهان( مناطقی در ماورای زمین که انرژی بصورت افسارگسیخته ای آزاد می شود)  2-- جستجو به دنبال قوانین جدید فیزیک و هر آنچه که ماده مرموز تاریک (Dark Matter) را توصیف می کند  3-- توضیح اینکه چگونه سیاهچاله ها، جت هایی از ماده را با سرعت هایی نزدیک به سرعت نور، شتاب می دهند   4-- کمک به رمزگشایی انفجارهای بسیار عجیبی موسوم به انفجارهای پرتو گاما (GRB)    5 - پاسخ به سوالات بی پاسخ بسیاری در زمینه موضوعات بسیاری شامل شراره های خورشیدی، تپ اختر ها و نیز خاستگاه اشعه کیهانی

مهمترین پیشرفت های تکنولوژیکی  GLAST  نسبت به تلسکوپ کامپتون استفاده از حسگرهای نواری از جنس سیلیکون (به حالت جامد) با مساحت 80 متر مربع است که به ردگیری زوج ماده هایی (الکترون و زوج آن، پوزیترون) کمک می کنند که پس از  برخورد پرتوگامای حاصل از GRB ها به لایه ای از تنگستن، تولید می شوند. پیش از این در تلسکوپ کامپتون از ابزار EGRET استفاده شده بود که از یک محفظه جرقه ای و نیز سیستم Time-of-flight(روشی برای محاسبه زمانی است که طول می کشد تا یک ذره، یک جسم و یا یک جریان، از منبعی که فاصله آن تا ناظر، مشخص است، به ناظر برسد.) برای ردیابی و رهگیری پرتوهای گاما استفاده می کرد. تلسکوپ GLAST، عملیات تجدید رهگیری را با استفاده از حدود 1 میلیون کانال الکترونیکی انجام می دهد که روی آن نصب گردیده که همه آنها در کل، فقط 1500 وات انرژی الکتریکی مصرف می کنند؛ یعنی تقریبا" به اندازه یک سشوار معمولی !

واما چگونگی تشکیل تصویر در تلسکوپ های اشعه گاما:

 پرتوهای گاما برخلاف پرتوهای X که بروش Grazing incidence (زوایای بسیار حاده) از سطوح فلزی بسیار جلا داده شده، کانونی می شوند ، نمی توانند کانونی شوند. ما در واقع تصاویر را با استفاده از سیگنال های محاسبه شده بوسیله لایه های مختلف ردیاب ها و گرماسنج ها بازسازی می کنیم (برای ابزار LAT - تلسکوپ میدان باز - موجود در تلسکوپ GLAST) پس از آنکه پرتوهای گامای دریافت شده، در فرآیندی موسوم به Pair production، بصورت الکترون و پوزیترون نمایانده می شوند. زمانیکه پرتو گاما که انرژی خالص است، به شدت با لایه ای از تنگستن که در حسگرهای تلسکوپ تعبیه شده است برخورد می کند، این لایه می تواند جفتی از مواد زیر اتمی (الکترون و پادماده متقارن آن، پوزیترون) تولید کند که انرژی آن با توجه به معادله معروف اینشتین یعنیE=mc² ، بدست می آید.

جهت پرتوی گامای رسیده نیز از طریق شبیه سازی جهت بازتاب همین جفت ماده ها که با استفاده از حسگرهای ردیاب سیلیکونی با دقت بالا، به طرف منبع تابششان بازتاب می شوند، مشخص می گردد. یک حسگر مجزا که Colorimeter (گرماسنج) نام دارد، این ذرات را جذب کرده و انرژی آنها را محاسبه می کند. با توجه به اینکه انرژی موجود در این ذرات، بسته به انرژی منبع پرتو گامای رسیده می باشد، مجموع انرژی این ذرات، برابر با انرژی منبع اصلی پرتو گاما می باشد. با توجه به این موضوع که تلسکوپ اصلی رصدخانه فضایی GLAST (LAT)، بوسیله ذرات بسیاری به غیر از پرتوهای گاما بمباران می شود، این ابزار، با کلاهی پوشیده شده است (حسگر سومی که زمانیکه موج یا ذره ای به غیر از امواج گاما به تلسکوپ برخورد کند، سیگنالی آزاد می کند). با ترکیب داده های حسگر بیرونی و اطلاعات جفت الکترون-پوزیترونی که بوسیله ردیابی درون تلسکوپی صورت می پذیرد، رصدخانه، پرتو گامای دریافت شده را مشخص می کند. رصدخانه همزمان با اینکه مشغول پردازش پرتوهای گاماست، تلسکوپ LAT نیز در حال تهیه تصاویر پرتو گاما از اجرام آسمانی است که همچنین میزان انرژی این امواج را نیز محاسبه می کند.

گفتنی است ،تمامی تصاویر پرتو گاما (و همچنین پرتو X ، امواج رادیویی ، مادون قرمز ، ماورای بنفش و ...)بدست آمده از این تلسکوپ مانند دیگرتلسکوپهای اشعه گاما، بصورت مجازی رنگ آمیزی می شوند. رنگ های متفاوت نور عادی، برای نمایش دادن میزان قدرت پرتوگاما و یا انرژی آنها به کار می روند. اگر چه دانشمندان در واقع اینگونه تصاویر را برای برقراری ارتباط بیشتر با عموم تولید می کنند، تمامی اطلاعاتی که - از طریق این رصدها - به دست می آید، بصورت عددی است که برای استخراج داده های علمی، این اعداد و ارقام هستند که پردازش می شوند. حتی زمانی که دانشمندان، تصاویر را آنالیز می کنند، در واقع به بررسی اعدادی مشغولند که چنین تصاویری را ساخته اند.

همکاری موجود در رصدخانه میدان گسترده GLAST، نمونه ای از گردهمایی بیش از 250 دانشمند از بسیاری از کشورهای جهان با رشته های علمی مختلف (در حوزه فیزیک ذرات و اخترفیزیک) است تا ابزاری جذاب را بسازند که فعالیت علمی عظیمی را به انجام برساند.

منبع: http://www.shafaq.co.cc

برای کسب اطلاعات بیشتر به سایت رسمی تلسکوپ به آدرس زیر مراجعه نمایید:

http://glast.gsfc.nasa.gov/