أول خارطة للكون تتجاوز اضطرابات "طبقة الأيونوسفير"

تمكن فريق بحثي دولي من إنتاج أول خرائط دقيقة للكون عند الترددات المنخفضة لموجات الراديو، الأمر الذي يفتح الباب لرصد انفجارات الثقوب السوداء القديمة والكشف عن عدد من الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم صغيرة.

يقول كريستيان جروينفيليد، المتخصص في مجال النطاق الراديوي منخفض التردد بجامعة "لايدن" الهولندية، والمؤلف الرئيس للدراسة: "استخدمنا تقنية معايرة جديدة مكنتنا من تجاوز اضطرابات الغلاف الأيوني للأرض، الأمر الذي كان يومًا ما مستحيلًا".

ويتكون الغلاف الأيوني للأرض (طبقة الأيونوسفير) بالأساس من الإلكترونات الحرة إلى جانب ذرات وجزيئات مشحونة، وهي طبقة من الغلاف الجوي العلوي التي تعلو نحو 80 كيلومترًا عن سطح الأرض، وتميل فيها الذرات إلى التأيُّن بفعل الإشعاع الشمسي الوارد.

وتؤدي الإلكترونات الحرة في طبقة الأيونوسفير إلى تشويه ترددات الراديو المنخفضة (بترددات تتراوح بين 16 و30 ميجاهرتز) القادمة من المصادر البعيدة، فتمنع التلسكوبات الراديوية من رصدها.

يضيف "جروينفيليد" في تصريحات لـ"نيتشر ميدل إيست": هذا مشابه تمامًا لحمام السباحة على سبيل المثال، فإذا استلقيت في قاع حمام السباحة ونظرت إلى ضوء ساطع في الخارج، فإنك ترى الضوء مشوهًا ويتحرك طوال الوقت.

ويتابع: شهدت تقنية المعالجة تطورًا كبيرًا في السنوات الأخيرة عند الترددات العالية التي تبلغ حوالي 150 ميجاهرتز، وكنا نأمل أن نتمكن أيضًا من توسيع هذه التقنية للترددات المنخفضة لتصل إلى أقل من 30 ميجاهرتز، وتحقق ذلك.

ووفق الدراسة التي نشرتها دورية "نيتشر أسترونومي" (Nature Astronomy)، استخدم الباحثون حواسيب عملاقة وخوارزميات معقدة لتحديد تصحيحات في إحداثيات الهوائيات الخاصة بتلسكوب "لوفار" في هولندا، لكي تتلافى أثر الغلاف الأيوني، ما أتاح لهم التقاط صور واضحة للسماء بترددات تتراوح بين 16 و30 ميجاهرتز للمرة الأولى.

يقول "جروينفيليد": كانت النتائج ممتازة؛ إذ إن هذه هي المرة الأولى التي نتمكن فيها من التقاط صور واضحة للسماء بهذه الترددات المنخفضة، وبسبب ذلك قد نكون قادرين على رؤية أشياء لم نتوقعها.

ويوضح الباحثون أن "الثقوب السوداء تبعث الكثير من البلازما التي يمكن رصدها بالتلسكوبات الراديوية، لكن حتى الآن يمكن للعلماء فقط رؤية رصد دفقات البلازما الحديثة جدًّا من الثقوب السوداء، أما القديمة منها فلا تُرصد إلا في نطاق ترددات الراديو المنخفضة، والتي يعوقها الغلاف الأيوني".

يقول "جروينفيليد": نحن قادرون على رؤية انبعاثات أقدم بكثير، لذا يمكننا اكتشاف أدلة على انفجارات الثقوب السوداء القديمة.

ووفق الدراسة، يمكن لهذه التقنية الجديدة أن تساعد على اكتشاف الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم صغيرة، وتتفاعل مع نجمها المضيف.

ويوضح "جروينفيليد" أن الخطوة التالية لفريقه ستكون معالجة مزيد من البيانات الصادرة من تلسكوب لوفار بعد إضافة التصحيحات؛ إذ قام فريقه البحث في الوقت الحالي بتغطية جزء صغير فقط من السماء، وفق قوله.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.