פתרון התעלומה: כיצד טלסקופים רואים את העבר הקוסמי

טלסקופים לא רק רואים למרחקים - הם כמו "מכונות זמן" המביטות אחורה אל היקום המוקדם לפני מיליארדי שנים.

כשמביטים למעלה אל שמי הלילה, אורות הכוכבים המנצנצים הם למעשה מסרים מהעבר. גופים שמימיים אלה פלטו אור לפני מיליוני או אפילו מיליארדי שנים ורק עכשיו הגיעו לכדור הארץ. אז איך טלסקופים יכולים "לראות" גלקסיות רחוקות כל כך?

למרות שהירח כל כך קרוב אלינו, עדיין לוקח לאור ממנו 1.3 שניות להגיע לעיני הצופה. (מקור: נאס"א)

אור - מסר מהיקום הקדום

גופים שמימיים ביקום פולטים ללא הרף קרינה אלקטרומגנטית, כולל אור שעין אנושית יכולה לראות. אור זה נע במהירות של כ-300,000 קמ"ש. כשאנו אומרים שגלקסיה נמצאת במרחק של 13 מיליארד שנות אור מכדור הארץ, פירוש הדבר שהאור מהגלקסיה 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. לעומת זאת, טלסקופ משמש כקולטן אור ענק. יכולת איסוף האור של טלסקופ פרופורציונלית לריבוע קוטר המראה הראשית. לדוגמה, לטלסקופ בקוטר 2 מטר יש יכולת איסוף אור גדולה פי 4 מטלסקופ בקוטר מטר אחד.

לטלסקופ, הממוקם בפסגת מאונה קיאה (הוואי), יש מראה בקוטר 10 מטרים שיכולה לאסוף אור פי 600,000 יותר 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 יראה "אור ראשון" ב-23 ביוני 2025, הזמן בו הטלסקופ יתחיל לפעול ויתעד את התמונות הראשונות מהחלל.

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

רובין נכנס לשלב סקר בן 10 שנים - סקר Legacy of Space and Time (LSST) - כדי ליצור "סרט קוסמי" על התפתחות גלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת.

צביר הגלקסיות קומה נמצא במרחק של יותר מ-300 מיליון שנות אור מכדור הארץ - הוכחה לכך שטכנולוגיה שתעזור לאנושות נמצאה בצורה חסרת תקדים. (מקור: מצפה הכוכבים רובין)

כאשר טכנולוגיה עוזרת לאנושות לראות את הבלתי נראה

טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), ששוגר בשנת 2021, הוא המכשיר המתקדם ביותר כיום. המראה הראשית של ווב היא בקוטר 6.5 מטר, עם שטח איסוף אור של יותר מ-25 מ"ר.

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

באוגוסט 2025, ווב צילם את שדה האבל העמוק - אזור זעיר בשמיים המכסה רק 1/12.7 מיליון מהשמיים, אך מכיל יותר מ-2,500 גלקסיות רחוקות, שחלקן נוצרו רק 300-400 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול.

טלסקופ ג'יימס ווב. (מקור: נאס"א)

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

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

טלסקופים אינם חודרים לחלל, אלא לוכדים ומפענחים פוטונים עתיקים שעברו מיליארדי שנות אור. הודות לטכנולוגיה המודרנית, האנושות מרחיבה בהדרגה את גבולות התצפית הקוסמית, ומגלה את מסתורי מקורם והתפתחותם 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