بمجرد أن التقطت عن طريق الخطأ صورة لأحد أهم النجوم في الكون ...
تم تصوير مجرة المرأة المسلسلة في مرصد SFU Trotter الذي تمت معالجته بواسطة Matthew Cimone
هذا النجم المميز في الصورة يسمى M31_V1 ويوجد في مجرة المرأة المسلسلة. أندروميدا - AKA M31 - هي أقرب مجرة من مجرتنا درب التبانة. ولكن قبل أن تُعرف باسم المجرة ، كان يُطلق عليها اسم سديم أندروميدا. قبل أن يدرس إدوين هابل هذا النجم بالذات في أندروميدا ، الذي يحمل الاسم نفسه لتلسكوب هابل الفضائي ، لم نكن نعرف في الواقع ما إذا كانت المجرات الأخرىحتى كانت موجودة.فكر بالامر! منذ مائة عام ، اعتقدنا أن مجرة درب التبانة قد تكون الكون بأكمله. حتى ذلك الحين ... هذا كبير جدًا. يبلغ عرض مجرة درب التبانة 150000 سنة ضوئية. يبلغ طول السنة الضوئية حوالي 10 تريليون كيلومترات ، لذا حتى عند سرعة الضوء ، سيستغرق الأمر تقريبًا نفس المدة الزمنية لعبور درب التبانة مثل البشر الموجودين على كوكب الأرض. M31_V1 غير كل ذلك.
هذا النجم في أندروميدا يحمل التسمية 'V' لأنه يُعرف باسم سيفيدعامل. يمكن استخدام متغيرات Cepheid كـ 'شمعة قياسية' لقياس المسافات عبر الكون. نحن نعلم بشكل عام كيف تحصل النجوم المتغيرة الساطعة. لذلك ، إذا قارنا اثنين منهم ، وكان أحدهما أغمق بشكل ملحوظ من الآخر ، فيمكننا أن نستنتج أنه أبعد في الفضاء. في عام 1924 باستخدام هذه التقنية ، قاس هابل ضوء V1 و 35 نجمًا متغيرًا لاحقًا لقياس المسافة إلى أندروميدا في 900000 سنة ضوئية مذهلة ... بعيدًا جدًا عن أن تكون جزءًا من مجرتنا. لم أدرك أنني التقطت نفس النجمة في مجال رؤيتي حتى أشار إليها الدكتور هوارد تروتييه الذي أسس مرصد SFU تروتييه حيث التقطت الصورة.
لوحة الصورة الأصلية حيث صور إدوين هابل أندروميدا مشيرًا إلى 'VAR!' من V1
ج. ناسا هابل التراث
بفضل تقنيات التصوير المحسّنة والقياسات الأكثر دقة ، نعلم الآن أن المرأة المسلسلة تبعد أكثر من 2.4 مليون سنة ضوئية. لكن قيمة هابل البالغة 900000 ليري كانت كافية للكشف عن مجرتنا لم تكن سوى واحدة 'جزيرة الكون' في عالم أوسع بكثير. وكم عدد المجرات الموجودة هناك؟ مع أندروميدا عرفنا اثنين على الأقل. ولكن منذ ذلك الحين اكتشفنا أنه لا يوجد اثنان أو عشرة أو مئات أو آلاف أو ملايين ، ولكن من المحتمل تريليونات من المجرات كل منها مليء بمئات المليارات من النجوم. درب التبانة الخاصة بنا عبارة عن مجموعة من بين 100-400 مليار نجم (نحن في المدارواحدمنهم). من المحتمل أن يكون هناك عدد أكبر من النجوم في الكون أكثر من حبات الرمل على كل شواطئ الأرض كلها مجتمعة. لكن كيف يمكننا أن نعرف؟ حسنًا ، منذ تلك الأيام التي قام فيها هابل بقياس عدد قليل من النجوم المتغيرة في مجرة واحدة ، كان مسح سلون الرقمي للسماء أصدرت خريطة جديدة في 19 يوليو وهي أكثر صور الكون شمولاً على الإطلاق. استغرق الأمر عشرين عامًا وتحتوي على 4 ملايين مجرة مخططة !!
أناند رايشور (EPFL) وآشلي روس (جامعة ولاية أوهايو) و SDSS Collaboration
كل نقطة من هذه النقاط في الصورة ليست نجمة ، لكنها GALAXY مليئة بالنجوم. باستخدام تلسكوب متخصص في نيو مكسيكو ، أنشأ مسح سلون الرقمي للسماء سلسلة من كتالوجات المجرات البعيدة لإنشاء خريطة الكون هذه. تحتوي الكتالوجات على مجرات كبيرة حمراء (أقدم) أقرب إلى مجرة درب التبانة ، والمجرات الزرقاء (الأصغر) الأكثر بعدًا ، والأبعد هي المجرات التي يتغذى الثقب الأسود المركزي الهائل - الذي نعتقد أنه يتواجد في قلب معظم المجرات - بنشاط على الغبار والغاز والنجوم. يمكن أن تصبح هذه الثقوب السوداء المغذية أكثر الأجسام سطوعًا في الكون والمعروفة باسم الكوازارات. يُظهر شكل 'المروحة' للصورة المناطق التي تقتصر علينا فيها المراقبة بسبب الغبار والغاز في مجرتنا درب التبانة التي تحجب رؤيتنا لأجزاء من الكون.
قام هابل باكتشاف آخر مذهل. يشار إليه باسمثابت هابل، أدرك هابل أن المجرات البعيدة تبتعد عنا. كان هذا أول دليل على أن كوننا يتوسع بالفعل. يمكن استخدام هذا التمدد نفسه لقياس بعدنا عن هذه المجرات. يستخدم SDSS تقنيات مختلفة عن تلك المستخدمة لقياس المسافة إلى أندروميدا. شمعة قياسية مثل متغير cepheid تعمل بترتيب ملايين السنين الضوئية ولكن لا يمكننا حل النجوم الفردية في المجرات البعيدة جدًا. بدلاً من ذلك ، يقيس SDSS 'الانزياح الأحمر' للمجرة. عندما ينتقل الضوء القادم من مجرة بعيدة عبر الفضاء ، فإنه يسافر عبر كون متوسع والذي يقوم حرفياً بتمديد الضوء للخارج مما يجعله يصبح أكثر حمراء. يعطينا مقدار إزاحة اللون الأحمر للضوء بحلول الوقت الذي يصل إلينا فكرة عن المسافة التي قطعها الضوء.
تلسكوب SDSS في نيو مكسيكو ج. SDSS
يساعد تتبع هذه المجرات أيضًا على تتبع تمدد الكون بمرور الوقت ، مثل تشغيل فيلم للخلف. يُطلق عليه 'وقت النظر إلى الوراء' كلما ابتعدنا عن الفضاء ، وكلما نظرنا إلى الوراء في الزمن ، حيث يستغرق الضوء من الكون البعيد وقتًا للوصول إلينا. على سبيل المثال ، تخيل لو أرسلت لك صورة لي بالبريد لكن البريد استغرق عشرين عامًا للوصول إليك لأنني كنت بعيدًا جدًا. أنت تراني كما أبدو قبل عشرين عامًا. وبالمثل ، فإن خريطة SDSS تنظر بالزمن إلى الوراء إلى ما يقرب من 400000 سنة بعد ولادة الكون وكيف توسع بمرور الوقت. حتى وقت قريب ، كانت هناك فجوة كبيرة في هذا الجدول الزمني في منتصف 11 مليار سنة بين الماضي القديم القديم والحاضر (فجوة كبيرة بالنظر إلى الكون يبلغ عمرها 13.8 مليار سنة). تم سد هذه الفجوة بواسطة أحدث كتالوج SDSS يسمى eBOSS (المسح الطيفي لتذبذب الباريون الموسع). بالإضافة إلى وجود خريطة جديدة للكون ، فإن SDSS يملأ الأجزاء بسؤال نهائي آخر ... لماذا وكيف يتمدد الكون؟ حاليًا ، يُشار إلى 'القوة' التي تسبب تمدد الكون على أنها 'طاقة مظلمة' غامضة وغير معروفة. تساعد الخريطة الجديدة في تحديد ما إذا كان تأثير الطاقة المظلمة قد تغير بمرور الوقت. استنادًا إلى قياسات SDSS ، يبدو أن معدلات توسع الكون تختلف عبر تاريخ الكون والتي قد تكون دليلًا على كيفية عمل الطاقة المظلمة. الاكتشافات المستقبلية المحتملة لمساعدتنا على فهم الطاقة المظلمة بشكل أفضل أصبحت ممكنة بسبب خرائط SDSS.
والآن ، رحلة عبر المكان والزمان. BEHOLD ، جولة في الكون نفسه !!
قراءة متعمقة:
مقابلات مع فريق SDSS التعاوني https://youtu.be/TKiYOnsE8Y4
بيان صحفي لجامعة واترلو: https://uwaterloo.ca/astrophysics-centre/news/astrophysicists-release-largest-3d-map-universe-ever-created
بيان صحفي لـ SDSS: https://www.sdss.org/press-releases/no-need-to-mind-the-gap/
