نادرًا ما يستخدم علماء الفلك تلسكوباتهم فقط لالتقاط الصور. عادة ما يتم إنشاء الصور في الفيزياء الفلكية من خلال عملية الاستدلال والخيال العلمي، والتي يكون التعبير البصري عنها في بعض الأحيان انطباعًا فنيًا عما يظهر من البيانات ولكن هناك أيضًا بعض الأحجار الكريمة التي يتم تصويرها مباشرة
بقلم: كارول هيويل، أستاذ الفيزياء الفلكية، جامعة المملكة المتحدة المفتوحة
إن إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي، والذي يبدأ حاليًا خطواته الأولية في نشر الأنظمة في الفضاء، سيتيح لعلماء الفلك فرصًا جديدة غير مسبوقة. إنه أيضًا الوقت المناسب للتفكير في ما أظهرته لنا الأجيال السابقة من التلسكوبات.
نادرًا ما يستخدم علماء الفلك تلسكوباتهم فقط لالتقاط الصور. عادة ما يتم إنشاء الصور في الفيزياء الفلكية من خلال عملية الاستدلال العلمي والخيال، والتي يكون التعبير البصري عنها أحيانًا انطباعًا فنيًا عما ينبثق من البيانات.
لم يكن من السهل اختيار عدد قليل من الصور. لقد قصرت اختياري على الصور التي تنتجها التلسكوبات الممولة من القطاع العام والتي تكشف عن علوم مثيرة للاهتمام. حاولت تجنب الصور الشائعة جدًا والتي تم مشاهدتها بالفعل على نطاق واسع. الاختيار أدناه شخصي وأنا متأكد من أن العديد من القراء سيقترحون خيارات أخرى.
1. قطبي المشتري
الصورة الأولى التي اخترتها تم إنتاجها بواسطة مهمة جونو التابعة لناسا، والتي تدور حاليًا حول كوكب المشتري. تم التقاط الصورة في أكتوبر 2017 عندما كانت المركبة الفضائية على مسافة 18,906 كيلومترا من أعلى سحب كوكب المشتري. وهي تصور نظامًا سحابيًا في نصف الكرة الشمالي للكوكب، وهي أول نظرة لنا على قطبي المشتري (القطب الشمالي).
وتكشف الصور الفوتوغرافية التي تستند إليها هذه الصورة عن أنماط تدفق معقدة، تشبه الأعاصير في الغلاف الجوي للأرض، وتأثيرات مبهرة ناجمة عن تنوع السحب على ارتفاعات مختلفة، والتي تلقي بظلالها في بعض الأحيان على طبقات من السحب أدناه.
اخترت هذه الصورة لجمالها وأيضا بسبب المفاجأة التي أحدثتها: أجزاء النجم القريبة من قطبه الشمالي تبدو مختلفة تماما عن الأجزاء الأقرب إلى خط الاستواء التي رأيناها من قبل. ومن خلال النظر إلى قطبي المشتري، أظهر لنا جونو وجهة نظر مختلفة لنجم مألوف.
2. سديم النسر
جي لي كاوسي، IAPS/INAF، إيطاليا، CC BY
يمكن لعلماء الفلك الحصول على معلومات فريدة من خلال بناء تلسكوبات حساسة لضوء "الألوان" التي تتجاوز تلك التي يمكن أن تراها أعيننا. إن قوس قزح المألوف من الألوان ليس سوى جزء صغير مما يسميه الفيزيائيون الطيف الكهرومغناطيسي.
ما وراء اللون الأحمر هو الأشعة تحت الحمراء (IR)، التي تكون طاقتها أقل من طاقة الضوء المرئي. يمكن لكاميرا AA رؤية الأجسام شديدة البرودة بحيث لا تستطيع العين البشرية ملاحظتها. وفي الفضاء، يمكنه أيضًا الرؤية من خلال الغبار، والذي بدونه يحجب مجال رؤيتنا تمامًا.
سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي أكبر مرصد AA تم إطلاقه على الإطلاق. وحتى الآن كان مرصد هيرشل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية هو الأكبر. الصورة التالية التي اخترتها هي منظر هيرشل لتكوين النجوم في سديم النسر، المعروف أيضًا باسم M16.
السديم عبارة عن سحابة من الغاز في الفضاء. يقع سديم النسر على بعد 6,500 سنة ضوئية من الأرض، وهو قريب جدًا بالمعايير الفلكية. هذا السديم هو مكان لتكوين النجوم النشط.
صورة مقربة لشكل قريب من مركز هذه الصورة سُميت "أركان الخلق". هذه الأعمدة، التي تشبه إلى حد ما الإبهام والإصبع المجاور لها يشير إلى الأعلى وإلى اليسار قليلاً، تبرز في حفرة في سحابة ضخمة من الغاز الجزيئي والغبار. يتم جرف الثقب بفعل الرياح المنبعثة من النجوم الجديدة النشطة التي تشكلت مؤخرًا بشكل أعمق داخل السحابة.
3. مركز المجرة
تنظر هذه الصورة إلى مساحة أعمق في مركز مجرتنا درب التبانة. هنا أيضًا استخدموا ضوء AA، وهذه المرة قاموا بدمج بيانات من تلسكوبين تابعين لوكالة ناسا، هما هابل وسبيتزر.
المنطقة البيضاء الساطعة في أسفل يمين الصورة هي مركز مجرتنا. ويحتوي على ثقب أسود ضخم يسمى القوس A*، وعنقود من النجوم وبقايا نجم ضخم انفجر على شكل مستعر أعظم منذ حوالي 10,000 عام.
ويمكن أيضًا رؤية مجموعات النجوم الأخرى. في الجزء السفلي الأيسر من الصورة توجد المجموعة الخماسية داخل فقاعة حيث قامت الرياح النجمية بإزالة الغاز والغبار المحلي. يوجد في الجزء العلوي الأيسر مجموعة تسمى الأقواس، وقد سُميت بهذا الاسم بسبب أقواس الغاز اللامعة التي تمتد فوقها وخارج الصورة. تحتوي هاتان المجموعتان على بعض من أضخم النجوم المعروفة.
4. لكن 370
على نطاق أوسع بكثير من المجرات الفردية، يتم تنظيم الكون كشبكة من الخيوط (خيوط طويلة متصلة) من المادة المظلمة. بعض الأجسام الأكثر دراماتيكية هي مجموعات من المجرات التي تتشكل عند تقاطع الخيوط.
إذا نظرنا إلى مجموعات المجرات القريبة (نسبيًا بالطبع)، يمكننا أن نرى دليلاً مثيرًا على أن أينشتاين كان على حق عندما ادعى أن الكتلة تشوه الفضاء. ومن أجمل الأمثلة التي تكشف هذا التواء الفضاء يمكن رؤيته في صورة Abel 370 التي التقطها هابل ونشرت في عام 2017.
أبيل 370 عبارة عن مجموعة من مئات المجرات تبعد عنا حوالي خمسة مليارات سنة ضوئية. في الصورة يمكنك رؤية أقواس الضوء الممتدة. هذه هي الظهورات المكبرة والمشوهة لمجرات أبعد بكثير. تشوه كتلة العنقود الزمكان وتحني الضوء القادم من الأجسام البعيدة، مما يؤدي إلى تضخيمها وفي بعض الحالات إنشاء أشعة متعددة من نفس المجرة البعيدة. وتسمى هذه الظاهرة تشويه الجاذبية، لأن الزمكان المشوه يعمل مثل العدسة البصرية.
وأبرز هذه الفقاعات المكبرة هو القوس اللامع الأكثر سمكًا الموجود أعلى وعلى يسار وسط الصورة. وهذا القوس المسمى "التنين" يضم منارتين لتلك المجرة البعيدة في رأسه وذيله. تشكل الكوكبات المتزامنة للعديد من المجرات البعيدة الأخرى قوس جسم التنين.
هذه الظهورات المكبرة بفعل الجاذبية مفيدة لعلماء الفلك لأن التكبير يكشف تفاصيل عن الجسم القزم البعيد أكثر مما يمكن رؤيته بدونه. في هذه الحالة من الممكن فحص عدد النجوم في المجرة الملوثة بالتفصيل.
5. مجال الحزن العميق جداً
استلهم علماء الفلك ذلك وقرروا توجيه هابل إلى قطعة فارغة من السماء لبضعة أيام لمعرفة الأجسام البعيدة جدًا التي يمكن رؤيتها على حافة الكون المرئي.
يحتوي حقل هابل العميق جدًا على ما يقرب من 10,000 جسم، كلها تقريبًا من المجرات البعيدة جدًا. وقد سافر الضوء الصادر من بعض هذه المجرات لأكثر من 13 مليار سنة، حيث كان عمر الكون حوالي نصف مليار سنة فقط.
بعض هذه الأجسام هي من بين أقدم وأبعد الأشياء المعروفة. نرى هنا ضوءًا من النجوم القديمة التي خرج معاصروها المحليون منذ فترة طويلة.
تشكلت أقدم المجرات خلال فترة إعادة التأين، عندما تم غمر الغاز الرقيق الموجود في الكون لأول مرة في ضوء النجوم الذي كان قادرًا على فصل الإلكترونات عن الهيدروجين. وهذا هو آخر تغيير كبير في خصائص الكون ككل.
إن حقيقة أن الضوء يحتوي على الكثير من المعلومات، مما يسمح لنا بتجميع تاريخ الكون، أمر مدهش. إن إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي سوف يمنحنا صورًا محسنة كثيرًا، وسيثير بلا شك أسئلة جديدة من شأنها أن تتحدى أجيال المستقبل من العلماء.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 4
مقال ملهم، ولكن من المهم أن نذكر: نحن نعيش على قرص مسطح يدعمه 4 أفيال، يركبون على ظهر سلحفاة عملاقة تطفو إلى ما لا نهاية.
مقالة مثيرة جدا للاهتمام والصور لا يمكن تصورها. أتمنى أن يكون هناك إجابة على ما هو وراء كل ذلك. العقل لا يستطيع فهم المنطق وهذا يثير فضولي كثيراً
جميلة ومذهلة حقًا، لا توجد كلمات، فقط حسد في الفضاء اللامتناهي والواسع، من المحزن الإعجاب به
كم هي أعمالك يا الله.