کهکشانی دور دست به کمک همگرایی گرانشی کشف شد!

بیگ بنگ: پیش از این اخترفیزیکدانان هرگز موفق نشده بودند پرتوهای پر انرژی جرمی آسمانی با فاصله ی نزدیک به هفت میلیارد سال نوری که از سیاهچاله ای در مرکز یک کهکشان انفجار مهیبی رخ داده بود، را اندازه گیری کنند. این انفجار، فوران پرقدرت پرتوی گاما را در پی داشته است. تعدادی از تلسکوپ ها از جمله تلسکوپ مجیک موفق به دریافت نور این پدیده شدند. و این اتفاق به کمک یکی از مفاهیم جانبی نظریه نسبیت اینشتین به نام همگرایی گرانشی رخ داد.

مجموعه تلسکوپ های مجیک در جزیره لاپالما از مجمع الجزایر قناری

مجموعه تلسکوپ های مجیک در جزیره لاپالما از مجمع الجزایر قناری

به گزارش بیگ بنگ، در واقع پرتوهای نورِ آن انفجار، در مسیر حرکت خود به سمت زمین به یک کهکشان برخورد می کنند، نیروی گرانشی عظیم این کهکشان پدیده ای را موجب می گردد که در فیزیک به آن همگرایی گرانشی(یا عدسی گرانشی) می گویند. این شئ فضایی که با QSO B0218+357 نام گذاری شده، در واقع یک بلازار است (نوعی خاص از سیاهچاله ها). دانشمندان در حال حاضر بر اساس فرضیه ها معتقدند که در مرکز هر کهکشان یک سیاهچاله ابرسنگین وجود دارد. سیاهچاله ای که در حال حاضر درباره اش صحبت می شود در واقع نوعی سیاهچاله ی فعال است، این نوع سیاهچاله ها نور بسیار زیادی از خود ساتع می کنند و در اصطلاح به آنها بلازار(Blazar) گفته می شوند.

ماه کامل مانع اولین رصد مجیک شد

این پدیده بر اساس توضیحات نجوم و اخترفیزیک در حدود ۷ میلیارد سال پیش به وقوع پیوسته است، تقریبا زمانی که جهان نصف عمر الانش را داشت. رازمیک میرزویان، محقق موسسه ماکس پلانک و سخنگوی پروژه مجیک در این باره توضیح داد: «بلازار ابتدا در چهاردهم جولای سال ۲۰۱۴ میلادی توسط تلسکوپ فضایی پرتوی گامای فرمی کشف شد. اما این بار تلسکوپ های پرتوی گاما روی زمین روی بلازر تنظیم شده بودند تا اطلاعات بیشتری درباره این شئ آسمانی جمع آوری کنند.»

یکی از این تلسکوپ ها، مجموعه تلسکوپهای مجیک بود که در جزیره لاپالما از جزایر فناری واقع شده و تخصصش ثبت تشعشات قدرتمند گاماست. این نوع تلسکوپها می توانند فوتون هایی را ثبت کنند که میلیاردها برابر قویتری از فوتون های خورشید و صدها برابر قوی تر از فوتون های دریافت شده توسط تلسکوپ فضایی فرمی می باشد. اما محققان پروژه مجیک در همان ابتدای کار با بدشانسی مواجه شدند، ماه ِ کامل به تلسکوپهای مجیک اجازه درست کار کردن را نداد.

مسیر حرکت فوتون های تابیده شده از کهکشان QSO B0218+357. این فوتون ها از دو مسیر به سمت زمین حرکت می کنند که یکی تحت تاثیر نیروی گرانش کهکشان B0218+357G است و با مسیر دیگر حدود 11 روز اختلاف زمانی دارد.

مسیر حرکت فوتون های تابیده شده از کهکشان QSO B0218+357. این فوتون ها از دو مسیر به سمت زمین حرکت می کنند که یکی تحت تاثیر نیروی گرانش کهکشان B0218+357G است و با مسیر دیگر حدود ۱۱ روز اختلاف زمانی دارد.

همگرایی گرانشی فوتون های پرانرژی را منحرف می کند

اما مجیک فرصت دیگری هم برای یازده روز بعد داشت، آن دسته از پرتوهای ساطع شده از سوی کهکشان QSO B0218+357 که مسیر مستقیم به زمین را طی نمی کنند، یک میلیارد سال پس از مسافرت خود به کهکشان B0218+357G می رسند. اینجاست که قوانین نسبیت عام اینشتین وارد بازی می شوند. در حالت های این چنینی، توده های بسیار بزرگی مانند کهکشان ها، نور اجرام پشت سر خودشان را منحرف می کنند. به علاوه اگر نور توسط یک لنز اپتیکال غول پیکر متمرکز شود (توسط یک ناظر دور) آن شئ بسیار پر نورتر ظاهر می گردد. همچنین بسته به زاویه دید مشاهده گر پرتوهای نور در مقاطع زمانی متفاوتی از این همگرایی گرانشی عبور می کنند.

به این ترتیب دلیل اینکه مجموعه تلسکوپ مجیک قادر شد کهکشان QSO B0218+357 را مورد کاوش قرار دهد وجود این عدسی گرانشی بود. جولیان سیتارک از دانشگاه ملی لهستان در این باره اظهار داشت: «در سال ۲۰۱۲ نیز ما می دانستیم که مشاهدات انجام شده توسط تلسکوپ فضایی فرمی و رادیو تلسکوپ های روی زمین با توجه به اینکه زوایای مشاهده متفاوت بود و فوتون ها تحت تاثیر همگرایی گرانشی بودند ۱۱ روز اختلاف زمانی وجود دارد.» او ادامه داد: «حال این اولین بار است که ما توانسته ایم فوتون هایی با چنین انرژِی بالایی را که توسط یک عدسی گرانشی کیهانی منحرف شده اند، مشاهده کنیم.»

با رصد پرتوی گاما جهان را دو برابر می بینیم

پرتوهای گاما با آن انرژی قدرتمند خود از یک جرم دورِ آسمانی به اتمسفر زمین رسیده و مورد رصد قرار می گیرند. میرزویان می گوید: «اما در این مسیر، بسیاری از پرتو های گاما در اثر واکنش با فوتون های کهکشان ها یا ستاره های کم انرژی تر از دست می روند.» او ادامه می دهد: « با این وجود رصد پرتوهای گاما به وسیله ی تلسکوپ مجیک به ما کمک می کند تا جهانی که به وسیلۀ پرتوی گاما مشاهده می کنیم را دو برابر بزرگتر ببینیم.» میرزویان در جمع بندی مسائل مطرح شده می گوید: «مشاهدات فعلی اهمیت وجود امکانات جدید در رصدخانه های پرتوی گاما و همچنین نسل جدید تلسکوپ های پروژه CTA را بیش از پیش آشکار می کند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریه ی Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.

ترجمه: امین میرزایی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=58988
امین میرزایی

امین میرزایی

دانشجوی کارشناسی روانشناسی-علاقه‌مند به نجوم، کیهان شناسی، روانشناسی، جامعه شناسی میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وب سایت بیگ بنگ همکاری می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

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