رصيد الصورة: SDSS
يحدث انعكاس الجاذبية عندما يتشوه الضوء القادم من جسم بعيد ، مثل الكوازار ، بفعل جاذبية الجسم الأقرب. اكتشف علماء الفلك مثل هذه العدسة ، حيث تكون التشوهات كبيرة جدًا ، ويجب أن تكون ناتجة عن كمية كبيرة من المادة المظلمة - لا يمكن أن تكون المادة المرئية وحدها مسؤولة. يتم التنبؤ بالمادة المظلمة من خلال تأثيرها الثقالي على المجرات والنجوم في الكون ، ولكن حتى الآن ، علماء الفلك ليسوا متأكدين حقًا من ماهيتها. سواء كانت مجرد مادة عادية شديدة البرودة بحيث لا يمكن رؤيتها من الأرض ، أو نوعًا من الجسيمات الغريبة.
اكتشف علماء مسح السماء الرقمي في سلون (Sloan Digital Sky Survey) كوازارًا عدسيًا جاذبيًا مع أكبر فاصل تم تسجيله على الإطلاق ، وخلافًا للتوقعات ، وجدوا أن أربعة من أكثر الكوازارات المعروفة بعدًا وأكثرها إضاءةً لم يتم تصويرها بعدسة الجاذبية.
تتنبأ نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين بأن قوة الجاذبية لجسم ضخم يمكن أن تعمل كعدسة ، حيث تنحني وتشوه ضوء جسم بعيد. يمكن لبنية ضخمة تقع في مكان ما بين الكوازار البعيد والأرض أن 'تعكس' ضوء الكوازار ، مما يجعل الصورة أكثر إشراقًا بشكل كبير وينتج عدة صور لجسم واحد.
في بحث نُشر في إصدار 18/25 ديسمبر من مجلة NATURE ، أفاد فريق Sloan Digital Sky Survey (SDSS) بقيادة طلاب الدراسات العليا بجامعة طوكيو Naohisa Inada و Masamune Oguri أن أربعة كوازارات قريبة هي ، في الواقع ، الضوء. من كوازار واحد انقسم إلى أربع صور بواسطة عدسة الجاذبية.
تم اكتشاف أكثر من 80 من الكوازارات ذات العدسة الجاذبية منذ العثور على المثال الأول في عام 1979. عشرات من الكوازارات المفهرسة العدسة هي اكتشافات SDSS ، نصفها نتيجة عمل إينادا وفريقه.
ولكن ما يجعل هذا الاكتشاف الأخير مثيرًا للغاية هو أن الفصل بين الصور الأربع أكبر بمرتين من أي كوازار معروف سابقًا بعدسة جاذبية. حتى اكتشاف هذا الكوازار ذو العدسة الرباعية ، كان أكبر فصل معروف في الكوازار ذي العدسة الجاذبية 7 ثوانٍ قوسية. يقع الكوازار الذي وجده فريق SDSS في كوكبة Leo Minor. يتكون من أربع صور مفصولة بمقدار 14.62 ثانية قوسية.
من أجل إنتاج مثل هذا الفصل الكبير ، يجب أن يكون تركيز المادة التي تؤدي إلى العدسة مرتفعًا بشكل خاص. توجد مجموعة من المجرات في مقدمة عدسة الجاذبية هذه ؛ يجب أن تكون المادة المظلمة المرتبطة بالعنقود مسؤولة عن الفصل الكبير غير المسبوق.
يوضح Inada: 'أكدت الملاحظات الإضافية التي تم الحصول عليها من تلسكوب سوبارو 8.2 متر وتلسكوب كيك أن هذا النظام هو بالفعل عدسة جاذبية'. 'الكوازارات قسمت هذا كثيرًا عن طريق عدسة الجاذبية ومن المتوقع أن تكون نادرة جدًا ، وبالتالي لا يمكن اكتشافها إلا في المسوحات الكبيرة جدًا مثل SDSS.'
وأضاف أوغوري: 'إن اكتشاف إحدى هذه العدسات الجاذبية الواسعة من بين أكثر من 30000 كوازار SDSS تم مسحها حتى الآن يتوافق تمامًا مع التوقعات النظرية للنماذج التي تهيمن فيها المادة المظلمة الباردة على الكون. وهذا يقدم دليلًا قويًا إضافيًا لمثل هذه النماذج '. (المادة المظلمة الباردة ، على عكس المادة المظلمة الساخنة ، تشكل كتلًا ضيقة ، من النوع الذي يسبب هذا النوع من عدسات الجاذبية).
أوضح أوغوري أن 'عدسة الجاذبية التي اكتشفناها ستوفر مختبرًا مثاليًا لاستكشاف العلاقة بين الأجسام المرئية والمادة المظلمة غير المرئية في الكون'.
في ورقة ثانية سيتم نشرها في المجلة الفلكية في مارس 2004 ، استخدم فريق بقيادة جوردون ريتشاردز من جامعة برينستون الدقة العالية لتلسكوب هابل الفضائي لفحص أربعة من أبعد الكوازارات المعروفة التي اكتشفها SDSS بحثًا عن علامات عدسة الجاذبية. .
التطلع إلى مسافات كبيرة في علم الفلك هو الرجوع بالزمن إلى الوراء. شوهدت هذه النجوم الزائفة في وقت كان فيه الكون أقل من 10 في المائة من عمره الحالي. هذه النجوم الزائفة مضيئة للغاية ، ويُعتقد أنها مدعومة من الثقوب السوداء الهائلة التي تبلغ كتلتها عدة بلايين أضعاف كتلة الشمس. قال الباحثون إنه لغزا حقيقيا كيف يمكن لمثل هذه الثقوب السوداء الضخمة أن تكون قد تشكلت في وقت مبكر من الكون. ومع ذلك ، إذا تم عدسات الجاذبية لهذه الأجسام ، فإن باحثي SDSS سيستنتجون لمعانًا أصغر بشكل كبير وبالتالي كتل الثقوب السوداء ، مما يسهل شرح تكوينها.
'كلما كان الكوازار بعيدًا ، زاد احتمال وجود مجرة بينه وبين المشاهد. هذا هو السبب في أننا توقعنا أن تكون أبعد النجوم الزائفة عدساتها ، 'أوضح الباحث في SDSS Xiaohui Fan من جامعة أريزونا. ومع ذلك ، على عكس التوقعات ، لا يظهر أي من الأربعة أي علامة على وجود صور متعددة وهي السمة المميزة للعدسة.
'فقط جزء صغير من الكوازارات معسوسة جاذبيًا. ومع ذلك ، فإن الكوازارات الساطعة نادرة جدًا في الكون البعيد. نظرًا لأن العدسة تجعل الكوازارات تبدو أكثر إشراقًا وبالتالي يسهل اكتشافها ، فقد توقعنا أن الكوازارات البعيدة لدينا هي الأكثر احتمالية للعدسات '، كما اقترح عضو الفريق زولتان هايمان من جامعة كولومبيا.
قال ريتشاردز: 'حقيقة أن هذه الكوازارات ليست بعدسة تدل على أن الفلكيين يجب أن يأخذوا على محمل الجد فكرة أن النجوم الزائفة تكوّن كتلتها ببضعة مليارات أضعاف كتلة الشمس بعد أقل من مليار سنة من الانفجار العظيم'. 'نحن نبحث الآن عن المزيد من الأمثلة على النجوم الزائفة ذات الانزياح الأحمر العالي في SDSS لمنح المنظرين مزيدًا من الثقوب السوداء فائقة الكتلة لشرحها.'
المصدر الأصلي: بيان صحفي SDSS