رصد دورترین جرم فضایی با همگرایی گرانشی بوسیله جیمز وب
وب کنفرانس: حلقه اینشتین که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب رصد شده، دورترین جرم فضایی است که با کمک همگرایی گرانشی مشاهده شده است.
به گزارش وب کنفرانس به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، تلسکوپ فضایی جیمز وب تصویری خیره کننده از یک حلقه کامل اینشتین ثبت کرده است که عنوان دورترین جرم فضایی که با همگرایی گرانشی تا حالا کشف شده را از آن خود کرده است.
تصاویر ثبت شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) دورترین نمونه از «حلقه اینشتین» را نشان میدهد. این هاله نور تاب خورده رکوردشکن، که در فاصله ۲۱ میلیارد سال نوری از ما قرار دارد، بطور غیرعادی کامل است و یک کهکشان متراکم مرموز را احاطه کرده است.
حلقه اینشتین یک گونه بسیار نادر از اجرام دارای همگرایی گرانشی است که برای نخستین بار توسط نظریه نسبیت آلبرت اینشتین پیش بینی شد.
همگرایی گرانشی زمانی اتفاق می افتد که گرانش عظیم یک جرم پیش زمینه در فضا، مانند یک خوشه کهکشانی یا یک سیاه چاله، بُعد فضا-زمان را در اطراف خود پیچ و تاب می دهد. نور ساطع شده توسط اجرام دورتر، مانند کهکشان ها یا ابرنواخترها، که از این بُعد فضا-زمان تاب خورده می گذرند، از دید ما روی زمین نیز منحنی به نظر می رسند.
این اثر همین طور نور جسم تحت همگرایی قرار گرفته را بزرگنمایی می کند و عملکردی مشابه یک ذره بین دارد که به اخترشناسان این امکان را می دهد تا اجرام دوردست را با جزییات بیشتری نسبت به حالت عادی مطالعه کنند.
بیشتر اجسام دارای همگرایی گرانشی کمان یا حلقه های جزئی می سازند که جرم پیش زمینه را احاطه کرده است. اما یک حلقه اینشتین یک دایره کامل تشکیل داده است که تنها زمانی وقوع آن امکان پذیر است که جرم فضایی دورتر، جرم فضایی پیش زمینه و ناظر کاملا در یک راستا قرار گیرند.
در مطالعه جدیدی که در روز ۱۴ سپتامبر در سرور پیش چاپ arXiv منتشر گردید و برای انتشار در مجله Nature Astronomy پذیرفته شد، پژوهشگران حلقه دایره ای اینشتین به نام JWST-ER۱ را در کاوش COSMOS-Web کشف کردند که نقشه ای دقیق از بیش از ۵۰۰ هزار کهکشان طی یک رصد مداوم ۲۰۰ ساعته توسط جیمز وب است.
حلقه JWST-ER۱ دارای دو بخش است. بخش اول به نام JWST-ER۱g، کهکشان فشرده ای است که به عنوان عدسی در پیش زمینه عمل می کند و بخش دوم به نام JWST-ER۱r، نور یک کهکشان دورتر است که حلقه درخشان را تشکیل می دهد. JWST-ER۱g در حدود ۱۷ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد، در صورتیکه JWST-ER۱r در فاصله ۴ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد. تا حالا دورترین شی عدسی کشف شده در فاصله ۱۴.۷ میلیارد سال نوری از ما قرار داشت. در صورتیکه سن خود کیهان حدود ۱۳.۷ میلیارد سال تخمین زده می شود، انبساط ثابت کیهان به این معنا است که نور از قدیمی ترین اجرام باید بسیار بالاتر از این حرکت نماید تا به تلسکوپ های ما برسد.
به لطف حلقه کامل JWST-ER۱، پژوهشگران جرم کهکشان دارای همگرایی گرانشی را با مشاهده این که چقدر فضا-زمان را تاب داده است، محاسبه کردند.
این نشان داد که کهکشان مورد نظر دارای جرمی معادل حدود ۶۵۰ میلیارد خورشید است که چگالی آنرا نسبت به اندازه اش غیرعادی می کند. قسمتی از این جرم اضافی را می توان با ماده تاریک توضیح داد. ماده ای مرموز و نامرئی که حدود ۸۵ درصد از کل ماده در جهان را تشکیل می دهد. اما حتی در آن حالت نیز بعید است که برمبنای محاسبات پژوهشگران، ستارگان کافی برای تشکیل باقی وزن کهکشان بر طبق محاسبات دانشمندان وجود داشته باشد.
کهکشان های مشابه قدیمی و متراکم دیگر قبل از این شناسایی شده بودند که نشان میدهد موردی مشترک در مورد این کارخانه های ستاره ای باستانی وجود دارد که آنها را بسیار پرجرم می کند.
یک توضیح این است که این کهکشان ها ماده تاریک بسیار بیشتری از آن چه انتظار میرفت در خود جای داده اند، در صورتیکه نظریه دیگری نشان میدهد که ممکنست ستاره های کوچک تری نسبت به کهکشان های جوان تر در درون خود داشته باشند. اما برای کشف این مساله به تحقیقات بیشتری نیاز است.
این نخستین حلقه اینشتین نیست که توسط جیمز وب مشاهده شده است. در ماه سپتامبر سال ۲۰۲۲، یکی از کاربران ردیت یک حلقه نوری کاملا دایره ای از کهکشان JO۴۱۸، واقع در فاصله حدود ۱۲ میلیارد سال نوری از زمین را کشف کرد که در اطراف یک کهکشان نزدیک تر دیده می شد.
جیمز وب همین طور از همگرایی گرانشی برای ثبت دورترین ستاره کشف شده و یکی از قدیمی ترین کهکشان های کیهان بهره برده است.
منبع: webmeet.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب