اكتشف علماء من مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS) كوازارًا داخل أفضل عدسة جاذبية تم تسجيلها على الإطلاق. وأيضًا، خلافًا للتوقعات، اكتشفوا أن أربعة من أبعد وألمع النجوم الزائفة المعروفة ليست داخل عدسة الجاذبية.
ترجمة: ديكلا أورين
اكتشف علماء من مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS) كوازارًا داخل أفضل عدسة جاذبية تم تسجيلها على الإطلاق. وأيضًا، خلافًا للتوقعات، اكتشفوا أن أربعة من أبعد وألمع النجوم الزائفة المعروفة ليست داخل عدسة الجاذبية.
تتنبأ النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين بأن قوة الجاذبية لجسم ضخم يمكن أن تعمل كعدسة، مما يتسبب في انحناء الضوء الصادر من جسم بعيد وتشويه. يمكن لهيكل ضخم في مكان ما بين الأرض والكوازار البعيد أن يعمل كعدسة، مما يجعل الصورة أكثر سطوعًا وينتج عدة نسخ من الكوازار.
في مقال نشر في عدد 18/25 ديسمبر من مجلة Nature، ذكر فريق من SDSS بقيادة ناوهيسا إندا وماسمون أوغوري، خريجي جامعة طوكيو، أن أربعة كوازارات قريبة هي في الواقع ضوء من كوازار واحد. مقسمة إلى أربع صور بواسطة عدسة الجاذبية.
تم اكتشاف أكثر من 80 من النجوم الزائفة ذات العدسات الجاذبية منذ العثور على المثال الأول في عام 1979. تم اكتشاف عشرات من هذه النجوم الزائفة بواسطة SDSS، ونحو نصفها من عمل إندا وفريقه.
ما يجعل النتائج الأخيرة مثيرة للغاية، هو أن الفصل بين الصور الأربع هو ضعف جودة أي حالات سابقة للكوازارات في عدسات الجاذبية. وحتى اكتشاف هذه الرباعية من الكوازارات، كان أكبر فصل للكوازارات في عدسات الجاذبية هو 7 ثانية قوسية. الكوازار، الذي وجده فريق SDSS، موجود في كوكبة الأسد الصغير؛ ويتكون من أربع صور، يفصل بينها 14.62 ثانية قوسية.
لإنتاج مثل هذا الفصل الجيد، يجب أن تكون كثافة المادة، التي تسبب عدسة الجاذبية، عالية للغاية. هناك مجموعة من المجرات في مقدمة عدسة الجاذبية هذه؛ من المحتمل أن تكون المادة المظلمة في هذه المجموعة مسؤولة عن الانفصال غير المسبوق.
يوضح إندا: "أكدت عمليات الرصد الإضافية التي أجراها تلسكوب سوبارو ذو قطر 8.2 متر وتلسكوب كيك، أن هذا النظام هو بالفعل دليل على الجاذبية". "إن العقود التي يتم فيها فصل الكوازارات عند هذا المستوى عن طريق عدسة الجاذبية، نادرة جدًا، لذلك لا يمكن اكتشافها إلا في المراصد الكبيرة مثل SDSS."
وأضاف أوغوري: "إن اكتشاف عدسة جاذبية واحدة واسعة من بين أكثر من 30,000 ألف كوازار رصدها SDSS حتى الآن يتوافق تمامًا مع التنبؤات النظرية لنماذج الكون، التي تهيمن عليها المادة المظلمة الباردة. وهذا يقدم دليلا قويا آخر على هذه النماذج. (المادة المظلمة الباردة، على عكس المادة المظلمة الساخنة، تشكل مجموعات مدمجة من النوع الذي يصنع عدسات الجاذبية هذه).
وأوضح أوغوري أن "عدسة الجاذبية التي اكتشفناها ستوفر المختبر المثالي لدراسة العلاقة بين الأجسام المرئية والمادة المظلمة غير المرئية في الكون".
وفي بحث آخر، من المقرر نشره في عدد مارس 2004 من المجلة الفلكية، استخدم فريق بقيادة جوردون ريتشاردز من جامعة برينستون الدقة العالية لتلسكوب هابل الفضائي لفحص أبعد أربعة كوازارات معروفة اكتشفها SDSS بحثًا عن علامات الجاذبية. عدسة.
إن النظر إلى مسافات بعيدة في علم الفلك يشبه النظر إلى الماضي. وتظهر هذه النجوم الزائفة في وقت كان فيه الكون أقل من عشرة بالمائة من عمره الحالي. تتميز الكوازارات بأنها مشرقة بشكل غير عادي، ويُعتقد أنها تستمد طاقتها من ثقوب سوداء عملاقة تبلغ كتلتها عدة مليارات من كتلة الشمس. وقال الباحثون إن كيفية تشكل مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة في الكون الشاب أمر غامض. على العكس من ذلك، إذا كانت هذه الأجسام متأثرة بالعدسة الثقالية، فسوف يستنتج باحثو SDSS أن النجوم الزائفة أقل سطوعًا وأن الثقوب السوداء لها كتل أصغر، لذلك سيكون من الأسهل عليهم تفسير تكوينها.
"كلما كان الكوازار بعيدًا، زادت احتمالية العثور على مجرة بينه وبين الراصد. وأوضح الباحث في SDSS Xiaohui Pen من جامعة أريزونا: "لذلك، توقعنا أن يتم العثور على أبعد النجوم الزائفة في عدسة الجاذبية". ومع ذلك، على الرغم من التوقعات، لم تظهر أي من الكواكب الأربعة علامات الصور المزدوجة، وهي السمة المميزة لعدسة الجاذبية.
"فقط جزء صغير من النجوم الزائفة موجود في عدسة الجاذبية، ولكن مثل هذه النجوم الزائفة الساطعة نادرة جدًا في الكون البعيد. قال عضو الفريق زولتان هايمان Zoltan Hayman من جامعة كولومبيا: "نظرًا لأن عدسة الجاذبية تجعل الكوازارات تبدو أكثر سطوعًا، وبالتالي أسهل في اكتشافها، فقد توقعنا أن الكوازارات الأبعد هي الأكثر احتمالاً أن تتعرض لعدسة الجاذبية".
قال ريتشاردز: "حقيقة أن هذه النجوم الزائفة ليست في عدسة الجاذبية تعني أن علماء الفلك يجب أن يأخذوا على محمل الجد فكرة أن النجوم الزائفة التي تبلغ كتلتها عدة مليارات من كتلة الشمس تشكلت بعد أقل من مليار سنة من الانفجار الكبير". "نحن نبحث الآن عن المزيد من الأمثلة على النجوم الزائفة ذات الانزياح الأحمر في SDSS لإعطاء المنظرين المزيد من الثقوب السوداء الضخمة لتفسيرها."
