نجوم رادیویی

مدیران کل انجمن تاریخ عضویت : 2011-02-21

تا
پیش از سال ۱۹۳۳ که امواج رادیویی با منشا فرازمینی به طور کاملا تصادفی
کشف شدند، مطالعه اجرام سماوی تنها در طول موج مرئی و به کمک تلسکوپ های
نوری انجام می گرفت. اما از آن پس، بشر چشم خود را به جهان رادیویی گشود و
توانست با مطالعه و رصد رادیویی منابعی که در طول موج های مرئی، بسیار ضعیف
و غالباً غیرقابل رصد بودند، اطلاعات بیشتری از جهان پیرامون خود به دست
آورد.

نجوم
رادیویی به مطالعه امواج رادیویی که از منابعی ورای کره زمین منشا می
گیرند، اطلاق می شود. میزان فرکانس یا طول موج دریافتی در زمین عمدتاً به
دو عامل بستگی دارد: شرایط جوی و پیشرفت فناوری. جوّ زمین تنها امواج مرئی و
بخشی از امواج رادیویی را از خود عبور می دهد. اجسامی که دمای حرارت آنها
بین ۳۰۰۰ تا ۱۰,۰۰۰ درجه در مقیاس کلوین باشند، نور مرئی ساطع می کنند. از
آنجایی که حسگرهای چشم انسان در اثر برخورد امواج مرئی تحریک می شوند، ما
قادریم اجسامی را که از خود نور ساطع می کنند و یا قابلیت بازتابش نور را
دارا هستند، بدون نیاز به ابزار خاصی مشاهده کنیم. به همین دلیل بود که علم
ستاره شناسی در دوران باستان تنها بر اجسام قابل رویت مانند ستارگان،
سیارات و اقمار آن ها و گازهای داغ تمرکز داشت.

اوایل
قرن بیستم، منجمان با بررسی دقیق طیف الکترومغناطیسی به این نتیجه رسیدند
که یک ستاره در طول موج رادیویی هم قابل رویت است؛ هر چند ستاره ها منابع
نسبتاً ضعیف امواج رادیویی هستند. شاید به همین دلیل دانشمندان علاقه خاصی
به نجوم رادیویی نشان نمی دادند تا اینکه پرتوهای رادیویی کیهانی به طور
اتفاقی و در سال ۱۹۳۱ میلادی توسط مهندس آمریکایی، کارل یانسکی، کشف شدند.

● کارل یانسکی و کشف امواج رادیویی فرازمینی

در
دهه ۱۹۲۰، شرکت تلفنی بل شروع به ارائه خدمات تلفنی دوربرد با طول موج
کوتاه (&#۹۵۵;=۱۵ m) کرد. اما این پروژه به دلیل بروز نویزهایی که منشأ
آنها در حقیقت امواج رادیویی طبیعی بودند، با مشکل مواجه شد. با توجه به
اینکه دانشمندان از وجود چنین امواجی تا آن زمان اطلاعی نداشتند، شرکت بل
از یکی از مهندسین خود به نام کارل گوته یانسکی خواست تا علت را مورد بررسی
قرار دهد.

بدین
منظور، یانسکی آنتن هایی ساخت که در فرکانس ۵/۲۰ مگاهرتز کار می کردند و
بر چرخ هایی نصب شده بودند که وی را قادر می ساخت راستای آنها را در هر
زمان تغییر بدهد. وی متوجه شد که بخشی از نویزهای دریافتی مربوط به رعد و
برق می شوند؛ اما با این وجود، هنوز نویزهای دیگری وجود داشتند که بنابر
گفته وی موجب بروز صدای هیس مانندی می شدند. با چرخاندن آنتن ها، یانسکی
متوجه شد جهت منبع این امواج در طول مدت زمان ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه به تدریج
تغییر می کند.

در
ابتدا یانسکی فکر کرد منبع این امواج باید خورشید باشد، چراکه به نظر می
رسید یافته های وی با چرخش زمین به دور خود و پیدایش شبانه روز ارتباط
مستقیمی دارند. اما وی همچنین مشاهده کرد که اوج بروز این نویزها هر روز ۴
دقیقه زودتر از روز قبل است و این مساله با فرضیه وی قابل توجیه نبود.

یانسکی
می دانست که خورشید نیز به دور مرکز کهکشان راه شیری در حال چرخش است،
زمین در طول یک سال باید علاوه بر ۳۶۵ دور کامل، یک دور دیگر نیز به دور
خود بزند تا مجددا در جایگاه قبلی خود به دور خورشید نسبت به ستارگان پس
زمینه قرار گیرد. بنابراین، طول حرکت وضعی زمین نسبت به ستارگان (یک شبانه
روز نجومی) ۴ دقیقه کمتر از مدت زمان حرکت وضعی آن نسبت به خورشید (یک
شبانه روز خورشیدی) است. بنابراین، یانسکی متوجه شد که منبع این امواج باید
بسیار دورتر از خورشید و خارج از منظومه شمسی باشد. با مطالعات بیشتر،
یانسکی توانست جهت دریافت این امواج را کشف کند و در سال ۱۹۳۳ میلادی اعلام
کرد که امواج رادیویی از مرکز کهکشان راه شیری نشأت می گیرند. در حقیقت،
نویزهای دریافتی یانسکی امواج رادیویی بودند که در اثر برخورد الکترون ها و
پروتون های پرانرژی با گازها و غبار بین ستاره ای و بقایای به جا مانده از
انفجارهای ابرنواختری در صفحه کهکشان راه شیری یا نزدیک به آن تولید شده
بودند.

این
یافته مهم گرچه اندک مدتی تیتر روزنامه های معتبر جهان را به خود اختصاص
داد اما به سرعت فراموش شد و تنها معدود افرادی از جمله گروته ربر آلمانی
شروع به مطالعات بیشتر بر روی این پدیده کردند. وی نخستین فردی بود که
رادیو تلسکوپی با صفحه بازتابنده بشقابی ساخت و توانست نقشه رادیویی کهکشان
راه شیری را در فرکانس MHz ۱۶۰ ترسیم کند.

جنگ
جهانی دوم و اهمیت استفاده از رادار بار دیگر توجه دانشمندان را به مشاهده
رادیویی معطوف ساخت. از آن پس، ساخت ابزارهایی که انسان را قادر به مشاهده
و رصد جهان در طول موج رادیویی می ساخت به گونه ای فزاینده پیشرفت کرد، تا
آنجا که امروزه تلسکوپهای رادیویی زیادی با کارآیی های متفاوت که در طول
موج های مختلفی کار می کنند، در سراسر جهان ساخته و نصب می شوند.

با
پیشرفت فناوری فضایی و ارسال ابزارهای سنجشی و تلسکوپهای گوناگون به خارج
از جوّ زمین، دانشمندان امروزه قادرند از تمامی فرکانس های طیف
الکترومغناطیسی برای مطالعه جهان استفاده کنند. بنابراین بسیاری از
اکتشافاتی که زمانی با ابزارهای رادیویی صورت گرفته بودند را امروزه می
توان به کمک سایر بخش های طیف به راحتی مشاهده و تأیید کرد.

مشاهده
و رصد رادیویی آسمان موجب گشته که نگاه بشر به دنیای اطراف خود کاملاً
تغییر یابد و بسیاری از ناشناخته های فضا و اسرار آن را به فهرست دانسته
های بشر روانه گرداند. از جمله مهم ترین اکتشافاتی که به کمک امواج رادیویی
صورت گرفته است، عبارتند از رصد امواج حرارتی از مرکز کهکشان راه شیری و
سایر منابع نجومی، کشف کهکشان هایی که امروزه به نام کهکشان های رادیویی
شناخته می شوند و همچنین اختروش ها یا کوازارها و سیاه چاله های بسیار
عظیم، درک روند سیر تکامل کیهانی، رصد پرتوهایی که از گازهای سرد بین ستاره
ای ساطع می شوند، تابش زمینه ریزموج کیهانی که رازهای پیدایش جهان هستی را
در خود نهفته دارد، کشف و مشاهده ستاره های نوترونی، مطالعات فراوان در
زمینه گرانش، سیارات فرا خورشیدی (خارج از منظومه شمسی) و رصد ابرهای
هیدروژنی و زایشگاه های ستاره ای .