خاتم آينشتاين المذهل يكشف عن مناظر لمجرة تبلغ 9.4 مليار سنة ضوئية

واحدة من أروع حلقات أينشتاين التي شوهدت على الإطلاق في الفضاء هي تمكيننا من رؤية ما يحدث في مجرة ​​في فجر التاريخ تقريبًا.

إن مسحات الضوء المسماة الحلقة المنصهرة ، التي تمددها وتشوهت بفعل حقول الجاذبية ، هي تضخيم ومضاعفة لمجرة قطع ضوءها 9.4 مليار سنة ضوئية. أعطانا هذا التكبير نظرة ثاقبة نادرة عن “طفرة المواليد” النجمية عندما كان الكون لا يزال في مهده.

يعتبر التطور المبكر للكون وقتًا صعبًا للفهم. يومض إلى الوجود كما نفهمه منذ ما يقرب من 13.8 مليار سنة ، مع ظهور أول ضوء (نعتقد) بعد حوالي مليار سنة. الضوء الذي يسافر لهذه الفترة الزمنية خافت ، ومصادره صغيرة ، والغبار يحجب الكثير منه.

حتى أكثر الأشياء إشراقًا جوهريًا يصعب رؤيتها بشكل غير عادي عبر تلك الفجوة من الزمكان ، لذلك هناك فجوات كبيرة في فهمنا لكيفية تجميع الكون لنفسه من الحساء البدائي.

لكن في بعض الأحيان يقدم لنا الكون نفسه يد العون. إذا جلس جسم ضخم بيننا وبين جسم أبعد ، يحدث تأثير التكبير بسبب انحناء الجاذبية للزمكان حول الجسم الأقرب.

العدسةرسم توضيحي لعدسات الجاذبية. (ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وإل كالسادا)

أي ضوء ينتقل بعد ذلك عبر هذا الزمكان يتبع هذا الانحناء ويدخل تلسكوباتنا مشوهًا ومشوهًا – ولكنه أيضًا مكبّر ومضاعف. تسمى هذه حلقات أينشتاين ، لأن التأثير قد تنبأ به ، كما خمنته ، ألبرت أينشتاين.

تسمى الظاهرة نفسها بعدسة الجاذبية ، وعلى الرغم من أنها منحتنا بعض الصور المذهلة تمامًا ، فإنها توفر لنا أيضًا فرصًا رائعة للجمع بين قدرات التكبير الخاصة بنا – التلسكوبات – مع تلك الموجودة في الكون لرؤية الأشياء التي قد تكون بعيدة جدًا عن صنعها. من الواضح أو على الإطلاق.

الحلقة المنصهرة (المسماة رسميًا GAL-CLUS-022058s) هي مجرد حلقة آينشتاين ، مكبرة بواسطة مجال الجاذبية حول مجموعة ضخمة من المجرات في كوكبة Fornax. هذا التأثير قوي جدًا لدرجة أن المجرة البعيدة لا تظهر فقط في أربع صور مشوهة ، بل يتم تكبيرها بمعامل 20.

عند دمجها مع تلسكوب هابل الفضائي ، تكون الصور الناتجة مفصلة وحادة مثل الملاحظات المأخوذة بواسطة تلسكوب بفتحة ضخمة تبلغ 48 مترًا. من هذا المنطلق ، توصل فريق من الباحثين بقيادة Anastasio Díaz-Sánchez من جامعة Politécnica de Cartagena في إسبانيا إلى أن الضوء من المجرة قد قطع 9.4 مليار سنة ضوئية.

المغفلين المنصهرأربع صور للمجرة. (Díaz-Sánchez et al.، ApJ، 2021)

هذا يعني أنه ينحدر من وقت كان يحدث فيه تشكل النجوم بمعدل هائل – أسرع ألف مرة من تشكل النجوم في مجرة ​​درب التبانة اليوم. يمكن أن يساعدنا تعلم المزيد عن فترة تشكل النجوم هذه في تاريخ الكون على فهم كيفية تطور مجرات اليوم. عادة لا يمكننا رؤية المجرات جيدًا في ذلك الوقت ؛ بالإضافة إلى المسافة ، فهي مغبرة جدًا.

باستخدام صور هابل ، كان الباحثون قادرين على نمذجة تأثير العدسة لإعادة بناء المسحات والازدواجية للحلقة المنصهرة في المجرة التي أنشأتها.

قال دياز سانشيز: “لا يمكن الحصول على مثل هذا النموذج إلا من خلال تصوير هابل”. “على وجه الخصوص ، ساعدنا هابل في تحديد الصور الأربع المكررة والكتل النجمية للمجرة ذات العدسات.”

كشف هذا أن المجرة تقع على ما يسمى بالتسلسل الرئيسي لمجرات تشكل النجوم – ارتباط بين كتلة المجرة ومعدل تشكل النجوم – حيث تولد النجوم الجديدة بمعدل 70 إلى 170 كتلة شمسية في السنة. على النقيض من ذلك ، فإن مجرة ​​درب التبانة لديها معدل تكوين نجمي يبلغ عددًا قليلاً من الكتل الشمسية سنويًا.

ما زلنا لا نعرف الكثير عن الكون المبكر ، وكيف تشكلت النجوم – لكن اصطفافات الصدفة مثل الحلقة المنصهرة تساعدنا في الكشف عن أسرارها.

تم نشر البحث في مجلة الفيزياء الفلكية.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *