حلقه درخشان اینشتین تصویر یک زایشگاه کیهانی اولیه را آشکار کرد - وبلاگ حامد

به گزارش وبلاگ حامد، یکی از تماشایی ترین حلقه های اینشتین که تا به امروز در فضا دیده شده است، به نام حلقه مذاب، به دانشمندان یاری کرد تا آنچه را در یک کهکشان در زمان های ابتدایی کیهان روی داده مشاهده نمایند.

چندی پیش بود که هابل تصویری تماشایی از یک حلقه اینشتین به نمایش گذاشت. لکه های نوری که با اسم حلقه مذاب (Molten Ring) شناخته می شوند و در حقیقت نور کشیده شده و اعوجاج یافته به وسیله میدان های گرانشی هستند، تصویر بزرگنمایی شده یک کهکشان را نشان می دهد که نور آن 9.4 میلیارد سال را طی نموده تا به ما برسد. اکنون این بزرگنمایی به ما اطلاعاتی نادر درباره شکل گیری یک زایشگاه ستاره ای در زمانی که دنیا هنوز در مراحل ابتدایی شکل گیری بوده، می دهد.

سیر تکاملی اولیه کیهان، زمان سختی برای شناسایی و درک است. آن طور که دریافته ایم، 13.8 میلیارد سال پیش انفجاری روی داد و آن طور که می دانیم پس از گردوغبار شدید ناشی از مهبانگ (BigBang) نخستین نور حدود 1 میلیارد سال بعد پدیدار شد. سفر نور از این زمان محو و منبع نوری آن کوچک است و گردوغبار بسیاری هم آن را پنهان نموده است.

حتی درخشان ترین اجرام هم دیدنشان از میان این دریای فضا-زمان سخت است، بنابراین در درک ما از چگونگی شکل گیری دنیا از سوپ کیهانی اولیه، خلأ بزرگی وجود دارد. اما گاهی خود دنیا به ما برای آشکارسازی این نورهای کم سو و دور یاری می نماید و آن هنگامی است که یک جرم بزرگ میان ما و جرم دورتر قرار می گیرد و به علت انحنای گرانشی فضا-زمان در اطراف جرم نزدیک تر یک اثر بزرگنمایی روی می دهد.

هر نوری که از میان این محدوده از فضا-زمان می گذرد، از این انحنا پیروی می نماید و به صورت بزرگنمایی شده و چندگانه وارد تلسکوپ های ما می گردد. این نور تصاویری را شکل می دهد که به حلقه های اینشتین معروف هستند زیرا چنین خاصیتی به وسیله آلبرت اینشتین (Albert Einstein) پیش بینی شده بود.

خود این پدیده لنز گرانشی (Gravitational Lensing) نام دارد و طی آن نه تنها تصویر بسیار شگفت انگیزی به ما می رسد، بلکه فرصت های درخشانی هم در اختیار ما قرار می دهد تا قابلیت های بزرگنمایی تلسکوپ ها را با توانایی های کیهانی ترکیب کنیم و چیزهایی را ببینیم که از راه دیگری به جز این واضح نبودند یا اصلا دیده نمی شدند.

حلقه مذاب (Molten Ring) که به طور رسمی GAL-CLUS-022058s نامیده می گردد، یک حلقه اینشتین است که بزرگنمایی آن به وسیله میدان گرانشی در اطراف خوشه بزرگ کهکشانی در صورت فلکی کوره (Fornax) انجام می گردد. تأثیر گرانشی این خوشه کیهانی به مقدار ای قوی است که کهکشان دور نه تنها به صورت چهار تصویر دارای اعوجاج، بلکه 20 برابر هم بزرگ تر دیده می گردد.

هنگامی که این پدیده شگفت انگیز کیهانی با قدرت تلسکوپ فضایی هابل ترکیب می گردد، تصاویر به دست آمده به مقدار مشاهدات صورت گرفته با یک تلسکوپ با دهانه ای به بزرگی 48 متر دقیق و واضح است. تیمی از پژوهشگران به سرپرستی آناستازیو دیاز-سانچز (Anastasio Díaz-Sánchez) از دانشگاه پلی تکنیک کارتاگنا (Universidad Politécnica de Cartagena) اسپانیا با استفاده از این تصاویر دریافت که نور کهکشان 9.4 میلیارد سال نوری سفر نموده است.

این یعنی نور کهکشان از زمانی به ما رسیده که ستاره سازی در آن با سرعت فوق العاده ای روی می دهد و هزار برابر سریع تر از تشکیل ستاره در کهکشان راه شیری امروز است. آشنایی بیشتر با این دوره از تشکیل ستارگان در تاریخ کیهان می تواند به ما در درک چگونگی تکامل کهکشان های امروزی یاری کند زیرا معمولا به علت فاصله بسیار زیاد و پنهان شدن به وسیله گاز و گردوغبار میانی، به خوبی نمی توانیم این کهکشان های دوردست را ببینیم.

با استفاده از تصاویر هابل، پژوهشگران توانستند اثر لنز گرانشی را مدل سازی نمایند تا از لکه ها و تصاویر چندگانه در حلقه مذاب، به شکل اصلی کهکشانی که آن را ایجاد نموده دست یابند. دیاز-سانچز گفت: چنین مدلی تنها با تصویربرداری هابل قابل دستیابی است. هابل به ما یاری کرد تا چهار تصویر تکراری و توده های ستاره ای کهکشان را شناسایی کنیم.

طبق مقاله منتشر شده در استروفیزیکال ژورنال (The Astrophysical Journal) آنالیز پژوهشگران نشان داد که کهکشان در دنباله اصلی کهکشان های ستاره ساز که رابطه ای میان جرم کهکشان و نرخ تشکیل ستارگان است، قرار گرفته است و ستاره های نو با نرخ 70 تا 170 برابر جرم خورشید در سال متولد می شوند. در مقابل، کهکشان راه شیری دارای نرخ تشکیل ستاره تنها چند برابر جرم خورشید در سال است.

هنوز چیزهای زیادی درباره کیهان اولیه و شیوه تشکیل ستارگان نمی دانیم اما هم ترازی های تصادفی مانند حلقه مذاب، به ما یاری می نمایند تا راز آن ها را فاش کنیم.

عکس کاور: حلقه مذاب (مولتن)

Credit: Saurabh Jha/Rutgers, The State University of New Jersey

منبع: Science Alert