في اكتشاف حديث، سلط تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا الضوء على حدث مستعر أعظم عدسةي ثانٍ في المجرة البعيدة MRG-M0138.
يمثل هذا الاكتشاف، الناتج عن عمليات رصد العنقود المجري MACS J0138.0-2155، علامة فارقة مهمة في علم الفلك.
عدسة الجاذبية للمستعر الأعظم
من خلال عملية تسمى عدسة الجاذبية – والتي تنبأ بها لأول مرة ألبرت أينشتاين – تعمل الجاذبية الشديدة لجسم ضخم على تشويه وتضخيم الضوء الصادر من الأجسام الموجودة خلفه.
في هذه الحالة، تعمل مجموعة MACS J0138.0-2155 كعدسة كونية، تعمل على تشويه وتضخيم الضوء الصادر من المجرة MRG-M0138، الواقعة خلفها بعيدًا. لم يؤدي هذا التأثير إلى توسيع المجرة البعيدة فحسب، بل أنتج أيضًا خمس صور مميزة لها.
بدأت قصة المستعر الأعظم MRG-M0138 في عام 2019 عندما حدد علماء الفلك، باستخدام صور من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا من عام 2016، انفجارًا نجميًا داخل المجرة.
وبالتقدم سريعًا إلى نوفمبر 2023، التقط تلسكوب جيمس ويب الفضائي مستعرًا أعظم آخر في نفس المجرة، وهو حدث نادر يوفر نافذة فريدة على الأحداث الكونية.
آراء الخبراء
جوستين بيريل, ناسا زميل أينشتاين في معهد علوم التلسكوب الفضائيوأندرو نيومان، عالم الفلك في مراصد معهد كارنيجي للعلوميفسر هذه الظاهرة :
“عندما ينفجر المستعر الأعظم خلف عدسة الجاذبية، يصل ضوءه إلى الأرض عبر عدة مسارات مختلفة. يمكن مقارنة هذه الرحلات بعدة قطارات تغادر المحطة في نفس الوقت، وكلها تسير بنفس السرعة وتتجه نحو نفس الموقع.
“يتخذ كل قطار مسارًا مختلفًا، ونظرًا للاختلافات في طول المسار والتضاريس، لا تصل القطارات إلى وجهتها في نفس الوقت. وبالمثل، تظهر صور المستعرات الأعظم من خلال عدسة الجاذبية لعلماء الفلك على مدار أيام أو أسابيع أو حتى سنوات.
ثابت هابل
“من خلال قياس الاختلافات في أوقات ظهور صور المستعرات الأعظم، يمكننا قياس تاريخ معدل توسع الكون، المعروف باسم ثابت هابل، والذي يشكل اليوم تحديًا كبيرًا في علم الكونيات. المشكلة هي أن هذه المستعرات الأعظمية متعددة الصور نادرة للغاية: فقد تم اكتشاف أقل من اثنتي عشرة منها حتى الآن.
“ضمن هذا النادي الصغير، برز المستعر الأعظم MRG-M0138 لعام 2016، المسمى قداس الموتى، لعدة أسباب. أولاً، كان على بعد 10 مليار سنة ضوئية. ثانيًا، ربما كان المستعر الأعظم من نفس النوع المستخدم كـ “الشمعة القياسية” لقياس المسافات الكونية. ثالثًا، تتنبأ النماذج بأن إحدى صور المستعر الأعظم قد تأخرت كثيرًا بسبب مسارها عبر الجاذبية الشديدة للعنقود، بحيث لن تظهر لنا حتى منتصف ثلاثينيات القرن الحالي.
المستعر الأعظم الثاني ذو عدسة الجاذبية
قال بيرل ونيومان إنه لسوء الحظ، نظرًا لعدم اكتشاف قداس الموتى إلا بعد فترة طويلة من اختفائه عن الأنظار، لم يكن من الممكن جمع بيانات كافية لقياس ثابت هابل في ذلك الوقت.
“لقد اكتشفنا الآن مستعرًا أعظم ثانيًا ذا عدسة الجاذبية في نفس مجرة قداس الموتى، والذي نسميه المستعر الأعظم الظهور. تم اكتشاف الظهور بالصدفة، ونحن الآن نتتبع بنشاط المستعر الأعظم المستمر من خلال جدول زمني تقديري للمخرج.
“باستخدام صور ويب هذه، سنقوم بقياس وتأكيد ثابت هابل بناءً على هذا المستعر الأعظم متعدد الصور. تم التأكيد على أن Encore عبارة عن شمعة قياسية أو مستعر أعظم من النوع Ia، مما يجعل Encore و Requiem أبعد زوج من المستعرات الأعظمية الشمعية القياسية التي تم اكتشافها على الإطلاق.
“عادةً لا يمكن التنبؤ بالمستعرات الأعظم، ولكن في هذه الحالة نعرف متى وأين نشاهد الظهور النهائي لـRequiem وEncore. سوف تلتقط عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء حوالي عام 2035 آخر صيحاتها وستوفر قياسًا جديدًا ودقيقًا لثابت هابل.
تعلم المزيد عن عدسات الجاذبية
كما ذكرنا أعلاه، فإن عدسة الجاذبية، وهي ظاهرة رائعة في الفيزياء الفلكية، تحدث عندما يقوم جسم ضخم، مثل مجرة أو عنقود مجرة، بثني الضوء من جسم أكثر بعدًا، مثل نجم أو مستعر أعظم أو مجرة.
تأثير الانحناء هذا هو نتيجة لنظرية النسبية العامة لأينشتاين، والتي تصف الجاذبية ليس كقوة، ولكن كانحناء في الزمكان الناجم عن الكتلة.
ميكانيكا عدسة الجاذبية
في جوهرها، تعمل عدسة الجاذبية مثل التلسكوب الطبيعي، حيث تقوم بتكبير وتشويه الضوء القادم من الأجرام السماوية البعيدة.
يستخدم علماء الفلك هذا التأثير لدراسة الأجسام التي قد تكون خافتة جدًا أو بعيدة جدًا بحيث لا يمكن مراقبتها مباشرة. لقد أصبح أداة حاسمة في استكشاف الكون، حيث ساهم في اكتشاف المجرات البعيدة، ورسم خرائط المادة المظلمة ودراسة معدل توسع الكون.
أنواع عدسات الجاذبية
هناك ثلاثة أنواع من عدسة الجاذبية: عدسة الجاذبية القوية، عدسة ضعيفة، عدسة ميكروية. تعمل العدسة القوية على إنشاء صور أو أقواس متعددة أو حتى هياكل على شكل حلقة تُعرف باسم حلقات أينشتاين حول الجسم المُعدس.
إن العدسة الخافتة، على الرغم من كونها أقل إثارة من الناحية البصرية، إلا أنها تغير بشكل طفيف شكل المجرات الخلفية، مما يوفر معلومات أساسية حول توزيع المادة المظلمة.
من ناحية أخرى، يحدث التعديس الميكروي عندما يمر نجم واحد أمام نجم آخر، مما يسبب زيادة مؤقتة في السطوع.
التأثير على علم الفلك والفيزياء
توفر عدسة الجاذبية أيضًا اختبارًا قويًا لنظرية أينشتاين، مما يؤكد باستمرار توقعاته حول كيفية تأثير الجاذبية على الضوء.
التقط تلسكوب هابل الفضائي وغيره من المراصد الأرضية صورًا مذهلة لهذه الظاهرة، مما يوفر ليس فقط رؤى علمية ولكن أيضًا أدلة مذهلة بصريًا على الأعمال المعقدة لكوننا.
باختصار، مع تقدم التكنولوجيا، تستمر عدسة الجاذبية في توسيع فهمنا للكون، وفتح أسرار المادة المظلمة، وتكوين المجرات، وبنية الزمكان ذاتها.
حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، STScI، جاستن بييرل (STScI)، وأندرو نيومان (معهد كارنيجي للعلوم).
—–
هل تحب ما تقرأ ؟ اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على مقالات جذابة ومحتوى حصري وآخر التحديثات.
اكتشفنا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني يقدمه لك إريك رالز وEarth.com.
—–
