رصيد الصورة: ESO
مجموعات المجرات هي لبنات بناء كبيرة جدًا للكون. تحتوي هذه الهياكل العملاقة على مئات الآلاف من المجرات ، وهي أقل وضوحًا ولكنها مثيرة للاهتمام أيضًا ، كمية إضافية من 'المادة المظلمة' التي لا يزال أصلها يتحدى علماء الفلك ، بكتلة إجمالية تبلغ آلاف الملايين من المرات كتلة شمسنا. على سبيل المثال ، يحتوي عنقود الغيبوبة القريب نسبيًا على آلاف المجرات ويبلغ عرضه أكثر من 20 مليون سنة ضوئية. مثال آخر معروف هو مجموعة العذراء على مسافة حوالي 50 مليون سنة ضوئية ، ولا تزال تمتد بزاوية تزيد عن 10 درجات في السماء!
تتكون مجموعات المجرات في أكثر مناطق الكون كثافة. على هذا النحو ، فهم يتتبعون بشكل مثالي العمود الفقري للهياكل واسعة النطاق في الكون ، بنفس الطريقة التي تتبع المنارات خط الساحل. لذلك تخبرنا دراسات عناقيد المجرات عن بنية الفضاء الهائل الذي نعيش فيه.
مسح REFLEX
بعد هذه الفكرة ، قام فريق أوروبي من علماء الفلك ، بقيادة هانز بي هرينجر (MPE ، جارشينج ، ألمانيا) ، لويجي جوزو (INAF ، ميلانو ، إيطاليا) ، كريس أ.كولينز (JMU ، ليفربول) ، وبيتر شويكر ( MPE، Garching) في دراسة استمرت عقدًا من الزمان لهذه الهياكل العملاقة ، في محاولة لتحديد موقع أضخم مجموعات المجرات.
نظرًا لأن حوالي خُمس الكتلة غير المرئية بصريًا للعنقود يكون على شكل غاز منتشر شديد الحرارة بدرجة حرارة تصل إلى عشرات الملايين من الدرجات ، فإن مجموعات المجرات تنتج انبعاث أشعة سينية قويًا. لذلك من الأفضل اكتشافها عن طريق أقمار الأشعة السينية.
ومن أجل هذه الدراسة الأساسية ، بدأ علماء الفلك باختيار الأجسام المرشحة باستخدام بيانات من أطلس السماء للأشعة السينية التي جمعتها بعثة مسح القمر الصناعي روسات الألمانية. كانت هذه البداية فقط - ثم تبعت الكثير من العمل الشاق: إجراء التحديد النهائي لهذه الكائنات في الضوء المرئي وقياس المسافة (أي الانزياح الأحمر) للعنقود المرشحين.
تم تحديد الانزياح الأحمر عن طريق الملاحظات باستخدام العديد من التلسكوبات في مرصد ESO La Silla في تشيلي ، من 1992 إلى 1999. وقد لوحظت الأجسام الأكثر سطوعًا مع تلسكوبات ESO مقاس 1.5 متر و ESO / MPG 2.2 متر ، بينما بالنسبة للأجسام البعيدة والأكثر خفوتًا ، تم استخدام تلسكوب ESO بطول 3.6 متر.
يُنَفَّذ البرنامج الممتد على 12 عامًا في هذه التلسكوبات ، ويُعرف لدى علماء الفلك باسم المسح العنقودي REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray). تم الانتهاء منه الآن بنشر كتالوج فريد بخصائص 447 مجموعة أشعة سينية ألمع من المجرات في السماء الجنوبية. من بين هؤلاء ، تم اكتشاف أكثر من نصف العناقيد خلال هذا المسح.
تقييد محتوى المادة المظلمة
مجموعات المجرات بعيدة كل البعد عن أن يتم توزيعها بالتساوي في الكون. وبدلاً من ذلك ، فإنها تميل إلى التكتل في هياكل أكبر ، 'عناقيد عظمى'. وهكذا ، من النجوم التي تتجمع في المجرات ، المجرات التي تتجمع في مجموعات وعناقيد مرتبطة ببعضها البعض في عناقيد فائقة ، يظهر الكون هيكلاً على جميع المقاييس ، من الأصغر إلى الأكبر. هذه صورة عن حقبة (تكوين) الكون المبكرة جدًا ، ما يسمى بفترة 'التضخم'. في ذلك الوقت ، فقط جزء صغير من ثانية واحدة بعد الانفجار العظيم ، تم تضخيم تقلبات الكثافة الصغيرة وعلى مدى دهور ، ولدت هياكل أكبر بكثير.
بسبب الارتباط بين التقلبات الأولى والهياكل العملاقة التي لوحظت الآن ، فإن كتالوج REFLEX الفريد - الأكبر من نوعه - يسمح لعلماء الفلك بوضع قيود كبيرة على محتوى الكون ، وعلى وجه الخصوص على كمية المادة المظلمة الموجودة يعتقد أنها تسودها. من المثير للاهتمام أن هذه القيود مستقلة تمامًا عن جميع الطرق الأخرى المستخدمة حتى الآن لتأكيد وجود المادة المظلمة ، مثل دراسة المستعرات الأعظمية البعيدة جدًا (انظر على سبيل المثال ESO PR 21/98) أو تحليل الخلفية الكونية الميكروية (على سبيل المثال) القمر الصناعي WMAP). في الواقع ، تعد دراسة REFLEX الجديدة مكملة جدًا للطرق المذكورة أعلاه.
استنتج فريق REFLEX أن متوسط كثافة الكون يتراوح بين 0.27 إلى 0.43 ضعف 'الكثافة الحرجة' ، مما يوفر أقوى قيد على هذه القيمة حتى الآن. عند دمجها مع أحدث دراسة عن المستعرات الأعظمية ، تشير نتيجة REFLEX إلى أنه مهما كانت طبيعة الطاقة المظلمة ، فإنها تحاكي عن كثب كونًا به ثابت آينشتاين الكوني.
لغز عملاق
سيخدم كتالوج REFLEX أيضًا العديد من الأغراض المفيدة الأخرى. باستخدامه ، سيتمكن علماء الفلك من فهم العمليات التفصيلية التي تساهم في تسخين الغاز في هذه المجموعات بشكل أفضل. سيكون من الممكن أيضًا دراسة تأثير بيئة العنقود على كل مجرة على حدة. علاوة على ذلك ، يعد الكتالوج نقطة انطلاق جيدة للبحث عن عدسات الجاذبية العملاقة ، حيث يعمل العنقود كعدسة مكبرة عملاقة ، مما يسمح بشكل فعال برصد أضعف الأجسام وأبعدها والتي من شأنها أن تفلت من الاكتشاف باستخدام التلسكوبات الحالية.
ولكن ، كما يقول Hans B؟ هذا هو الهدف الرئيسي للاستطلاعات: تجميع قطع الأحجية العملاقة لبناء رؤية أكبر ، حيث تكتسب كل قطعة بعد ذلك معنى جديدًا وأكثر شمولاً '.
المصدر الأصلي: بيان صحفي ESO