دكلا أورن
https://www.hayadan.org.il/gravlens.html
تُعرف العديد من الأمثلة على الحالات التي تعمل فيها المجرة كعدسة جاذبية وتنتج عدة صور لجسم بعيد، مثل نجم زائف لامع يختبئ خلفها. ومع ذلك، ظل لغزًا واحدًا لمدة عشرين عامًا: تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين بأنه يجب أن يتشكل عدد فردي من الصور، لكن جميع حالات عدسة الجاذبية المرصودة تقريبًا أظهرت صورتين أو أربع صور فقط.
الآن، حدد علماء الفلك جوشوا وين من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) واثنين من زملائه السابقين من المعهد، ديفيد روزين (الآن في جامعة بنسلفانيا) وكريستوفر كوتشانيك (من جامعة ولاية أوهايو)، كائنًا ثالثًا. الصورة المركزية للكوازار، وهي عدسة الجاذبية.
كشفت عمليات الرصد الراديوي للنظام، المعروف باسم PMN J1632-0033 الواقع في كوكبة الحواء، عن صورة مركزية باهتة. ويمكن استخدام الصورة المركزية لدراسة خصائص المجرة التي تسبب عدسة الجاذبية، وخصائص الثقب الأسود الهائل الذي يقدر أنه يتواجد في مركزها.
"إن العثور على الصورة المركزية هو أمر مثير للاهتمام في حد ذاته، ولكن الأهم من ذلك هو المعلومات التي ستزودنا بها الصورة حول المجرة المسببة للغيوم. وقال وين: "إنها أداة جديدة لدراسة المجرات البعيدة جدًا، حتى أن تلسكوب هابل الفضائي يراها كبقع خافتة".
الكوازارات هي أجسام بعيدة جدًا ومشرقة يُعتقد أنها مدعومة بالثقوب السوداء الهائلة. وهي تشع بقوة، لأنها تحول طاقة جاذبية المادة التي تسقط في الثقب الأسود، إلى ضوء مرئي وأنواع أخرى من الإشعاع مثل موجات الراديو.
في عدسة الجاذبية، تنحني أشعة الضوء الصادرة عن الكوازار، والتي تمر بالقرب من المجرة، بفعل مجال جاذبية المجرة، على غرار الطريقة التي تنحني بها أشعة الضوء أثناء مرورها عبر عدسة زجاجية. ومع زيادة كثافة مركز المجرة وزيادة مجال جاذبيتها، تصبح الصورة المركزية باهتة. ومع ذلك، فإن الصورة المركزية، التي مر ضوءها بالقرب من مركز المجرة المستخدمة كعدسة، يمكن أن تخبرنا الكثير عن قلب المجرة. هذا الاحتمال يجعل العثور على الصور المركزية أمرًا مرغوبًا فيه بشكل خاص.
في النظام PMN J1632-0033، تتسبب المجرة الإهليلجية، التي يكون انزياحها نحو الأحمر z 1 (بعدها عنا حوالي ثمانية مليارات سنة)، في انحناء ضوء نجم زائف، يكون انزياحه نحو الأحمر z = 3.42 (بعده عنا يساوي 11.5). حوالي XNUMX مليار سنة). لقد عرفوا منذ فترة طويلة بوجود صورتين للكوازار، واشتبهوا في أن المصدر الراديوي الثالث الخافت للغاية هو الصورة المركزية. ومع ذلك، تم العثور على الصورة الثالثة فوق المجرة مباشرة متسببة في عدسة الجاذبية، لذلك من الممكن أن تكون الصورة جزءًا من المجرة نفسها.
تم فحص "لون الراديو" أو طيف الصور الثلاث بمساعدة "المصفوفة الكبيرة جدًا" و
"صفيف خط الأساس طويل جدًا" للمؤسسة الوطنية للعلوم. وبمساعدة الطيف، قدم وين وزملاؤه أدلة مقنعة للغاية على أن المصدر الراديوي الثالث هو بالفعل الصورة المركزية للكوازار. طيفها هو في الأساس نفس طيف الصورتين الأخريين، باستثناء الترددات المنخفضة، حيث تم امتصاص بعض طاقتها الراديوية بواسطة المجرة العدسية.
إن هندسة وخصائص الصور الثلاث للكوازار تزودنا بالفعل بمعلومات حول قلب المجرة الذي يسبب عدسة الجاذبية. على سبيل المثال، كتلة الثقب الأسود الموجود في مركز المجرة أقل من مائتي مليون كتلة شمسية. كما أن الكثافة السطحية (كمية المادة بالنسبة لجزء من السماء) في المنطقة الواقعة في وسط الصورة المركزية تتجاوز 20,000 كتلة شمسية لكل جزء مربع (الكثافة السطحية لمجرة درب التبانة في منطقتنا الشمسية، على ومن ناحية أخرى، تساوي 50 كتلة شمسية لكل جزء مربع). تتوافق كلتا الملاحظتين للمجرة العدسية مع التوقعات، والتي تستند إلى ملاحظات دقيقة للمجرات الأقرب بكثير إلى الأرض.
"إن كل معرفتنا تقريبًا بمراكز المجرة مستمدة من دراسة المجرات القريبة جدًا. وقال وين: "الأمر المذهل في اكتشاف سرداب مركزي هو أنه يمكن أن يمنحنا معلومات مماثلة حول نوى المجرات التي تبعد عنا مئات المرات وأصغر بمليارات السنين من المجرات المجاورة لنا".
مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، الواقع في كامبريدج، ماساتشوستس، هو عبارة عن تعاون بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA، المقسمون إلى ستة أقسام بحثية، أصل الكون وتطوره ومصيره.
قامت ديكلا أورين بترجمة هذا المقال – من بيان صحفي لمركز هارفارد سميثسونيان.
