نقشه برداری از شبکه کیهانی با استفاده از کهکشانهای دوردست

بیگ بنگ: تحقیقات جدید اخترشناسان دانشگاه هیروشیما نشان می دهد درصد کهکشانهای ستاره ساز که تشکیل دهندۀ ستاره های پرجرم هستند، در مناطق دوردست کیهان نسبت به مناطق نزدیکتر، بیشتر میباشند.

این تصویر یک نمای نزدیک از کهکشانهای مشاهده شده میباشد. خطوط، نحوۀ توزیع جرم را نشان میدهد و دایره های قرمز و آبی به ترتیب نشان دهنده کهکشانهای خاموش (کهکشانهایی که تشکیل ستاره در آنها متوقف شده) و کهکشانهای پر جرم (یا ستاره ساز) میباشد. تیم تحقیقاتی با مقایسه توزیع جرم در کیهان و همچنین توزیع کهکشانها قادر هستند تکامل ساختارهای کیهانی در مقیاس بزرگ را مورد مطالعه قرار دهند

به گزارش بیگ بنگ، طبق مشاهدات جدید، کهکشانهای پر جرم ستاره ساز در مناطق دوردست کیهان تقریبا حدود ۵ میلیارد سال پیش، ساختارهای بزرگ مقیاسی را ایجاد کردند در حالی که در مناطق نزدیکتر، شامل مناطقی مربوط به حدود ۳ میلیارد سال پیش، چنین کهکشانهایی مشهود نیستند و این تغییر در میزان کهکشانهای ستاره ساز و تاثیرش در توزیع جرم با نتایج سایر تحقیقات مستقل در مورد ِ تکامل ساختارهای کیهانی، سازگار است.

در مقیاس بزرگ، کهکشانها در کیهان الگوهائی را ایجاد می کنند: مناطق عظیم خالی از کهکشان به نام پوچ(void) معروفند و مناطق متراکم تری که کهکشانها در مقیاس بزرگتر شبکه کیهانی(cosmic web) را تشکیل می دهند. مناطق پرجرم تر که کهکشانهای متعددی در آن متمرکز شده اند را خوشه های کهکشانی می نامند. شبکه کیهانی تحت تاثیر گرانش “ماده تاریک” قرار دارد، کهکشانها از طریق تجمع مواد باریونی معمولی در هاله های ماده تاریک شکل می گیرند. این هاله های ماده تاریک طی حدود ۱۴ میلیارد سال ِ تاریخچه کیهان تحت تاثیر گرانش، خوشه هایی از کهکشان ها را ایجاد کردند. مکان کهکشانها یا خوشه ها در شبکه کیهانی دانسته های ما را دربارۀ نحوه ی شکل گیری این ساختارها در کیهان به بوته آزمایش نهاده است.

مشاهدات عمیق تر و گسترده تری که توسط تلسکوپ ۸ متری سوبارو در هاوایی انجام شده، تصویر ِ واضح تری از نحوۀ تکامل کهکشانها در شبکه کیهانی را آشکار کرد. اگر چه هیچکس قادر به مشاهدۀ ماده تاریک نیست اما می توان از کهکشانها برای ردیابی این ماده نامرئی استفاده کرد. همچنین می توان از نحوۀ خم شدن تصویر کهکشانهای دوردست توسط گرانش خوشه های کهکشانی نزدیکتر (اثر همگرایی گرانشی ضعیف) برای ردیابی “مادۀ تاریک” استفاده کرد. گروه دانشگاه هیروشیما برای تعیین نقش کهکشانهای ستاره ساز در طول تکامل کیهان از هر دوی این ردیابها یعنی خود کهکشانها و همچنین اثر همگرایی گرانشی ضعیف آنها، استفاده کردند.

اثر همگرایی گرانشی ضعیف پدیده ای است که تکنیک قدرتمندی را برای تعیین سهم کهکشانهای پرجرم و ستاره ساز در شبکه کیهانی نشان می دهد. خوشه های کهکشانی و هالۀ ماده تاریک اطرافشان مانند یک عدسی گرانشی عمل می کنند؛ به این نحو که این عدسی ها نوری که از کهکشانهای دورتر می آید را خم می کنند و موجب تغییر شکل تصویر کهکشانهای دوردست می شود. محققان با استفاده از این تصویر تغییر شکل یافته می توانند به نحوۀ توزیع ماده تاریک نزدیکتر که مانند عدسی عمل کرده، پی ببرند. تصویربرداری عالی تلسکوپ سوبارو که مناطق وسیعی از آسمان را پوشش می دهد اطلاعاتی را که برای تهیۀ نقشه ی توزیع ماده تاریک نیاز است را به دقت فراهم می آورد.

دکتر “اوتوسی اوتسومی” یکی از اعضای تیم محققان گفت: منطقه ای از آسمان به وسعت ۴ درجه مربع در صورت فلکی سرطان مورد مشاهده قرار گرفت. تصویر بالا نمای نزدیکی از خوشه های کهکشانی و نحوۀ توزیع ماده را نشان می دهد. مرکزی ترین حلقه در حلقه های تو در تو، مربوط به خوشه های کهکشانی ستاره ساز است که حدودا ۵ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند. برای تهیه نقشه سه بعدی توزیع کهکشانهای نزدیک تر نیز، ابزاری به نام اسپکتروگراف روی تلسکوپهای بزرگی مانند تلسکوپ ۶٫۵ متری MMT نصب می کنند. (اسپکتروگراف ابزاریست که نور را بر اساس فرکانس تجزیه کرده و سیگنال طیفهای مختلف را ذخیره می کند.)

این تصویر توزیع کهکشانها بر اساس فاصله را نشان می دهد. کل تصویر نشان دهندۀ توزیع سه بعدی کهکشانها بصورتی که از زمین مشاهده می شود، میباشد. نقاط قرمز معرف کهکشانهای خاموش و نقاط آبی معرف کهکشانهای ستاره ساز است. دو چهارچوب مشخص شده نشان دهندۀ مناطقی در فواصل ۳ و ۵ میلیارد سال نوری از زمین میباشند.

مشاهدات نشان می دهد کهکشانهای پر جرم واقع در فاصلۀ دوردست ۵ میلیارد سال نوری از زمین در ترکیب شبکه کیهانی مشارکت بیشتری دارند تا مناطق نزدیکتر. تیم محققان با مقایسه نقشه سه بعدی توزیع کهکشانها بر اساس نقشه برداری به طریق انتقال به سرخ شامل کهکشانهای ستاره ساز پرجرم نسبت به نقشه حاصل از همگرایی گرانشی ضعیف براساس تصاویر تلسکوپ سوبارو پنجرۀ تاره ای را در مباحث مربوط به تکامل کیهان گشودند.

به گفتۀ دکتر اوتسومی: «مشخص شد که میزان مشارکت کهکشانهای ستاره ساز بعنوان عاملی برای نقشه برداری از نحوۀ توزیع جرم در مناطق دور دست کیهان قابل چشم پوشی نیست. نقشه همگرایی گرانشی ضعیف تلسکوپ سوبارو احتمالا شامل سیگنالهایی از کهکشانهای دوردست در کیهان ۸ میلیارد ساله میباشد و نقشه برداری عمیق تر انتقال به سرخ به همراه نقشه های همگرایی گرانشی ضعیف می تواند حتی میزان مشارکت بالاتری را برای کهکشانهای ستاره ساز، به عنوان عاملی برای تعیین نحوه ی توزیع جرم در شبکۀ کیهانی در مناطق با انتقال به سرخ بیشتر(فواصل دورتر) آشکار کنند. با استفاده از نسل بعدی اسپکتروگراف در تلسکوپ سوبارو امیدواریم که نقشه مان را به دوره های زمانی شگفت انگیزتری بسط دهیم.»

مترجم: دکتر مصطفی رحمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: astronomynow.com

image_pdfimage_print
(8 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=62799
مصطفی رحمانی

مصطفی رحمانی

فارغ التحصیل از دانشگاه تهران در سال 1383 در رشته ی دکترای دندانپزشکی، علاقه مند به مباحث فیزیک و نجوم میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وبسایت بیگ بنگ همکاری دارد.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *