يأخذ تلسكوب هابل الفضائي تعدادًا للمادة المظلمة

استخدم علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي لالتقاط صورة للمجموعة المجرة MACS J1206.2-0847 - أو MACS 1206 ، لفترة قصيرة. سبب التشويه الواضح للمجرات المجرة في خلفية الصورة هو مادة غير مرئية تسمى المادة المظلمة ، التي تنحرف جاذبيتها وتشوه أشعة الضوء الخاصة بها.

تعد صورة MACS 1206 ، التي أصدرتها وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية في 13 أكتوبر 2011 ، جزءًا من استطلاع جديد لمجموعات الكتل المجرة قام به فريق CLASH (The C luster L ensing a nd S upernova survey with H ubble) ، الذي لاحظ ستة من 25 مجموعات من المجرات المستهدفة للدراسة. سيسمح المسح لعلماء الفلك ببناء خرائط تفصيلية للمادة المظلمة لمجموعات المجرات أكثر من أي وقت مضى.

انقر على الصورة لعرض موسع.

تنحرف جاذبية المادة المظلمة وتشوه الضوء من المجرات البعيدة في صورة هبل هذه لمجموعة المجرات MACS 1206. مصدر الصورة: NASA / ESA et al.

يستخدم علماء الفلك خرائط المادة المظلمة لاختبار النتائج السابقة ولكن المفاجئة التي تشير إلى أن المادة المظلمة مكتظة بشكل أكبر داخل التجمعات مما تتوقع بعض النماذج. قد يعني هذا أن مجموعات المجرات التي تم تجميعها في وقت أبكر مما كان يعتقد العديد من العلماء.

لا يمكن اكتشاف المادة المظلمة في الكون إلا عن طريق قياس كيف تسد جاذبيتها على المادة المرئية وتشوه نسيج الزمان والمكان مثل مرآة أرض المعارض.

تعد مجموعات المجرات مثل MACS 1206 بمثابة مختبرات مثالية لدراسة آثار الجاذبية في المادة المظلمة لأنها أكثر الهياكل كثافة في الكون والتي تم تجميعها معًا بالجاذبية. بسبب جاذبيتها الكبيرة ، تعمل المجموعات مثل العدسات الكونية العملاقة ، وتضخيم وتشويه وثني أي ضوء يمر بها - وهو تأثير يُعرف باسم عدسة الجاذبية .

يمكن أن تنتج تأثيرات العدسات أيضًا صورًا متعددة لنفس الكائن البعيد ، كما هو واضح في صورة Hubble أعلاه. على وجه الخصوص ، يتم تشويه الأرقام والأشكال الظاهرة للمجرات البعيدة خارج مجموعة المجرات مع مرور الضوء ، مما يؤدي إلى قياس مرئي لمقدار الكتلة الموجودة في الكتلة المتداخلة وكيفية توزيعها.

يقوم تلسكوب هابل الفضائي بإلقاء نظرة فاحصة على 25 مجموعة من المجرات. الصورة الائتمان: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية

إن تشوهات العدسات الكبيرة هي دليل على أن العنصر المهيمن في الكتلة هو المادة المظلمة. ستكون التشوهات أضعف بكثير إذا كانت جاذبية المجموعات تأتي فقط من مادة مرئية.

MACS 1206 يكمن أربعة مليارات سنة ضوئية من الأرض. ساعد هابل علماء الفلك من طراز كلاش على اكتشاف 47 صورة متعددة لـ 12 مجرة ​​بعيدة تم تحديدها حديثًا. إن العثور على العديد من الصور المتعددة في كتلة هو قدرة فريدة لـ Hubble.

وفي الوقت نفسه ، يقوم التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي بعمل ملاحظات طيفية للمجموعات: تقسم الأدوات ضوء المجرات إلى ألوان مكوناتها ، مما يتيح للعلماء استخلاص استنتاجات حول العديد من خصائص المجرات العنقودية ، بما في ذلك المسافة والتركيب الكيميائي .

من خلال الاستفادة من اثنتين من كاميرات Hubble القوية ، يغطي مسح CLASH نطاقًا واسعًا من الطول الموجي ، بدءًا من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة.

يحتاج علماء الفلك إلى الألوان المتنوعة لتقدير المسافات إلى المجرات المغطاة بالعدسات ودراستها بمزيد من التفصيل.

إن الحقبة التي تشكلت فيها المجموعات الأولى ليست معروفة على وجه الدقة ، لكن قدرت قبل تسعة مليارات سنة على الأقل وربما تعود إلى ما قبل 12 مليار سنة. إذا تبين أن معظم التجمعات في مسح CLASH تحتوي على تراكمات عالية للغاية من المادة المظلمة في النوى المركزية ، فقد ينتج عنها أدلة جديدة حول أصل التركيب في الكون.

خلاصة القول: بدأ فريق CLASH ، باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ، دراسة استقصائية لمجموعات المجرات لغرض دراسة تأثيرات التواء الجاذبية للمادة المظلمة. أصدرت وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية الصورة في 13 أكتوبر 2011.

باري باريش يصطاد للمادة المظلمة في عالمنا

كارل جيبهاردت حول المادة المظلمة وتوسع الكون