לפענח את התעלומה: כיצד טלסקופים רואים את העבר הקוסמי

טלסקופים לא רק רואים למרחק - הם משווים ל"מכונות זמן" שמביטות אחורה אל היקום המוקדם לפני מיליארדי שנים.

כשמביטים למעלה אל שמי הלילה, אור הכוכבים הנוצצים הוא למעשה מסר מהעבר. גופים שמימיים אלה פלטו אור לפני מיליוני, אפילו מיליארדי שנים, ורק לאחרונה הגיעו לכדור הארץ. אז איך טלסקופים יכולים "לראות" גלקסיות רחוקות כל כך?

למרות שהירח קרוב אלינו מאוד, עדיין לוקח לאור הנפלט ממנו להגיע לעין הצופה תוך 1.3 שניות. (מקור: נאס"א)

אור - מסר מהיקום הרחוק

גופים שמימיים ביקום פולטים ללא הרף קרינה אלקטרומגנטית, כולל אור הנראה לעין האנושית. אור זה נע במהירות של כ-300,000 קמ"ש. כשאנו אומרים שגלקסיה נמצאת במרחק של 13 מיליארד שנות אור מכדור הארץ, פירוש הדבר שאור מאותה גלקסיה לקח 13 מיליארד שנים להגיע אלינו. לכן, טלסקופים אינם רואים את ההווה, אלא את העבר של היקום.

לעין האנושית יש יכולת מוגבלת מאוד לאסוף אור. בינתיים, טלסקופים משמשים כקולטי אור ענקיים. כושר איסוף האור של טלסקופ הוא ביחס ישר לריבוע קוטר המראה הראשי שלו. לדוגמה, טלסקופ בקוטר 2 מטרים יכול לאסוף פי ארבעה יותר אור מטלסקופ בקוטר מטר אחד.

לטלסקופ הממוקם בראש מאונה קיאה (הוואי) יש מראה בקוטר 10 מטרים המסוגלת לאסוף פי 600,000 יותר אור מעין אנושית. הודות לכך, הוא יכול לצפות בגלקסיות במרחק של יותר מ-13 מיליארד שנות אור.

מצפה הכוכבים ורה סי. רובין הוא אחד הטלסקופים הקרקעיים המתקדמים ביותר בעולם . (מקור: מצפה הכוכבים רובין)

מצפה הכוכבים ורה סי. רובין הוא אחד הטלסקופים הקרקעיים המתקדמים ביותר בעולם, שנבנה על פסגת סרו פאצ'ון בצ'ילה. מצפה הכוכבים ורה סי. רובין יקבל את "אורו הראשון" ב-23 ביוני 2025, ובכך יסמן את הרגע בו הטלסקופ יתחיל לפעול ויקליט את תמונותיו הראשונות מהחלל.

במשך יותר משבע שעות תצפית, רובין צילם 678 תמונות, שחשפו פרטים על ערפילית הטריפיד, ערפילית הלגונה ואלפי גלקסיות רחוקות. במקביל, הטלסקופ גילה גם יותר מ-2,000 אסטרואידים חדשים, והדגים את יכולתו לעקוב אחר עצמים בתוך מערכת השמש.

רובין החל שלב סקר בן 10 שנים - סקר Legacy of Space and Time (LSST) - שמטרתו ליצור "סרט קוסמי" של התפתחות הגלקסיות, הכוכבים וכוכבי הלכת.

צביר הגלקסיות קומה, הממוקם במרחק של יותר מ-300 מיליון שנות אור מכדור הארץ, הוא הוכחה לכך שהטכנולוגיה עוזרת לאנושות לגלות אפשרויות חסרות תקדים. (מקור: מצפה הכוכבים רובין)

כאשר טכנולוגיה עוזרת לאנושות לראות דברים שמעולם לא נראו קודם לכן .

טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), ששוגר בשנת 2021, הוא המכשיר המתקדם ביותר שקיים כיום. למראה הראשית של ווב קוטר של 6.5 מטר ושטח איסוף אור של מעל 25 מ"ר.

עקב התפשטות היקום, אור מגלקסיות רחוקות נמתח לאורכי גל אינפרא אדום - תופעה הנקראת "הסחה לאדום". טלסקופ ווב תוכנן לזהות אור זה, מה שמאפשר לנו "להביט אחורה בזמן" אל היקום המוקדם.

באוגוסט 2025, צילם ווב את שדה האבל העמוק - אזור זעיר בשמיים, המכסה רק 1/12.7 מיליונית משטח הפנים של השמיים, אך מכיל יותר מ-2,500 גלקסיות רחוקות. חלק מהגלקסיות הללו נוצרו רק 300-400 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול.

טלסקופ ג'יימס ווב. (מקור: נאס"א)

הרזולוציה של טלסקופ תלויה בצמצם שלו. על פי תקן ריילי, הרזולוציה הזוויתית היא ביחס הפוך לקוטר המראה. טלסקופ האבל, עם צמצם של 2.4 מטר, בעל רזולוציה של 0.05 שניות קשת, מספיקה כדי להבחין בכוכבים בודדים בגלקסיית אנדרומדה, המרוחקת 2.5 מיליון שנות אור.

לטלסקופ האירופי הגדול ביותר (ELT), הנמצא כעת בבנייה בצ'ילה, מראה ראשית בקוטר 39.3 מטר. לאחר השלמתו, ל-ELT תהיה רזולוציה של עד 0.001 שניות קשת, שתאפשר תצפית ישירה על פני השטח של כוכבי לכת חיצוניים.

טלסקופים לא רק חודרים דרך החלל; הם לוכדים ומפענחים פוטונים עתיקים שעברו מיליארדי שנות אור. הודות לטכנולוגיה המודרנית, האנושות מרחיבה בהדרגה את גבולות התצפית הקוסמית, וחושפת תעלומות לגבי מקורם ואבולוציהם של גלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת.

מר קוואנג

מקור: https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html