تليسكوب الأشعة السينية على رأس جدول أعمال الفضاء

Javier Garcia Nombela-art-eres.net/Volker Springel(MPA)/IRAP

أحرز تليسكوب فضائي للأشعة السينية موقعًا متقدمًا، تخطَّى به مرصد موجات الجاذبية في سباق بعثات الفضاء؛ ليصبح مشروع أوروبا القادم.

ففي 31 أكتوبر الماضي، طرح مدير البرنامج العلمي والاستكشاف الروبوتي في وكالة الفضاء الأوروبية ألفارو جيمينيز، موضوعين أساسيين: «حرارة وطاقة الكون»، و«جاذبية الكون»؛ ليشكلا خريطة المشروعات التالية للوكالة الكبرى (L-class). وقد بلغت تكلفة البعثتين (L2) و(L3) بليون يورو (1.4 بليون دولار)، ومن المقرر إطلاقهما في عامي 2028 و2034، على التوالي. وتنظر لجنة البرنامج العلمي في وكالة الفضاء الأوروبية، والمؤلفة من عدد من ممثلي الدول، في أمر إعطاء التوصية بالعمل بتلك المشروعات، التي من المفترض أن تكون قد أعلنت عنها في 28 – 29 نوفمبر الماضي، ونادرًا ما ترفض اللجنة مشورة المدير العلمي.

يحمل أول الموضوعات أخبارًا سارة بالنسبة إلى بعثة تليسكوب «أثينا+» +Athena، (اختصارًا لــ: التليسكوب المتقدم للفيزياء الفلكية عالية الطاقة)، وهو مرصد أشعة سينية سيكون في مقدمة العروض البحثية المطروحة– المخطط لها العام القادم- لاستكشاف حرارة وطاقة الكون. والمرصد، الذى سيحمل معه تليسكوبًا ومعدات لقياس طاقة مصادر الأشعة السينية، إضافةً إلى تصويرها بدقة لا مثيل لها، سيدرس كيف تتطور الغازات الساخنة إلى حشود مجرّية ونمو الثقوب السوداء. ويذكر لويجي بيرو، العضو في مجموعة عمل معدات وبصريات البعثة الفضائية «أثينا+»، ويعمل في المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية في روما، أن نصف المادة المرئية كلها في هذا «الطور الساخن»، لكنها غير مفهومة بوضوح. ويشرح قائلًا: «سنكون قادرين الآن على معالجة الأسئلة حول كيفية عمل الكون فعليًّا، وما هو دور البلازما الساخنة والثقوب السوداء في شكل الكون».

الموضوع الثاني سيركز على علم فلك موجات الجاذبية، الحقل الذي لم يُدْرَس في الفضاء من قبل. وستكشف البعثة الفضائية «إليزا» (هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي المطور «eLISA») عن الترددات المنخفضة لموجات الجاذبية التي يُعتقد أنها تمتد في نسيج المكان والزمان. ولا يمكن الكشف عن موجات الجاذبية بشكل مباشر بوساطة المراصد الأرضية. لذلك.. فإن أشعة الليزر للبعثة الفضائية «إليزا» سترتد بين ثلاث مركبات فضائية تبعد عن بعضها مليون كم على الأقل، وستلتقط أي موجة عابرة عندما يتغيّر الموضع الدقيق لإحدى المركبات الفضائية.

وسوف تكشف البعثة الفضائية «إليزا» الإشارات القادمة من الثقوب السوداء المتصادمة فائقة الكتلة، وسوف تكون قادرة على تتبع تطور المجرات، على حد وصف كارشتن دانتزمان، مدير معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية في هانوفر، ألمانيا، إذ إن تموجات الجاذبية يمكنها أن تمر بشكل هادئ خلال المادة التي تؤثر على الموجات الكهرومغناطيسية. وسوف تمكِّن البعثة الفضائية «إليزا» العلماء من «رؤية» المزيد عبر الزمن الماضي، إلى الأيام الأولى من الكون. كما يُؤمل من تلك البعثة الإجابة عن الأسئلة المثارَة في الفيزياء الأساسية، كما لو كانت النسبية العامة تستمر عند حواف الثقوب السوداء.

وبالنسبة إلى مؤيدي البعثة الفضائية «إليزا»، فإن قرار إطلاقها في عام 2034 جاء محبطًا، لأن بعثة الاستكشاف اللازمة لاختبار سلامة التقنيات سوف تنطلق عام 2015، بعد عدة أعوام من التأخير. يقول دانتزمان إن اقتراح إطلاق مرصد الأشعة السينية أولًا يعكس الرغبة في التركيز على الجوانب «قليلة المخاطر نسبيًّا» في المشروعين.

ويعترف راندال سميث ـ الفلكي المتخصص في الأشعة السينية في مركز هارفارد سميثونيان للفيزياء الفلكية في كمبريدج، ماساتشوستس ـ بأنه فوجئ بأن برنامجه تم اختياره ليسبق برنامج علم فلك موجات الجاذبية، مع العلم أنه في المنافسة السابقة، ضمن المسح العَقْدي الأمريكي، الذي يقرر بعثات ناسا المستقبلية، ذهبت أفضلية الاختيار لمنافسه.

ويعتقد العديد من الفيزيائيين الفلكيين أن الحالة المثالية هي المضي قدما بكلا المشروعين على التوازي، لأنهما سيبحثان في بعض الأهداف المتشابهة، مثل الثقوب السوداء، وإن كان برؤى مختلفة. وبالتالي فإن بعثة الجاذبية تتطلب تدفقًا نقديًّا، لكن دانتزمان يقول إن الصين قد أعربت عن رغبتها في الإسهام في كاشف موجات الجاذبية الفضائي. وكانت ناسا قد انسحبت من بعثة مشتركة مماثلة عام 2011، وقد تكون قادرة على إعادة النظر في الإسهام بعد إطلاق تليسكوب جيمس ويب الفضائي عام 2018، كما يقول دانتزمان.

تتضمن جداول البرنامج العلمي لوكالة الفضاء الأوروبية ثلاث بعثات على هذا المقياس كل 20 سنة (انظر: خصائص برنامج الأشعة السينية). في مايو من العام الماضي، تمت الموافقة على أولى البعثات الثلاث، وهي بعثة «مستكشف أقمار المشتري الجليدية» JUICE تحت إشراف برنامج الرؤية الكونية في وكالة الفضاء الأوروبية، التي تم إعدادها من أجل إطلاق (L1) المناسب عام 2022. في ذلك الوقت، لم تنجح الخطط السابقة للبعثتين «أثينا+»، و«إليزا» في أن يتم اختيارها.

إن موضوعي البعثتين (L2) و (L3) العلميين يعتمدان على توصيات من لجنة المسح العليا المستقلة في وكالة الفضاء الأوروبية، التي تترأسها كاثرين سيزارسكي، المدير العام السابق للمرصد الأوروبي الجنوبي. والاقتراحان الفائزان الحاليان اللذان تم اختيارهما كانا من بين 32 اقتراحًا قُدِّم في اجتماع سبتمبر الماضي. وثمة خيارات أخرى أُخذت بعين الاعتبار، مثل تليسكوب أشعة جاما، إذ تقوم البعثة باستكشاف الفضاء الخاص بالنجوم، إضافة إلى مجموعة من الاقتراحات لاستكشاف الأقمار والكواكب في المجموعة الشمسية.

ورغم خيبة الأمل لعدم وضع بعثات كوكبية بالمقدمة، فإن كولن ويلسون، عالم فيزياء الكواكب في جامعة أكسفورد، بريطانيا، يقول إن هذا الحقل سيظل مشغولًا طوال العقد القادم، وذلك من خلال بعثات وكالة الفضاء الأوروبية المقررة إلى عطارد، والمريخ، والمشتري. وأضاف قائلًا إن استكشاف العوالم الأبعد للمجموعة الشمسية ـ ما وراء زحل ـ سيمثل التحدي الحقيقي في العقود القادمة.