هابل وتشارندرا يكشفان عن تصادم عنقودين في الفضاء السحيق

عنقود مجري مألوف يبدو الآن مختلفًا تمامًا

اكتشف الفلكيون الذين استخدموا تلسكوب هابل الفضائي، إلى جانب رصدات الأشعة السينية من مرصد تشاندرا للأشعة السينية، أن CL0016+1609 ليس عنقودًا مجريًا واحدًا في نهاية المطاف. ويبدو أن هذا الجسم، المعروف أيضًا باسم MACS J0018.5+1626، هو عنقودان مجريان في طور الاندماج على طول خط رؤيتنا.

وتكمن أهمية ذلك في أن عناقيد المجرات من أكبر البنى في الكون التي تربطها الجاذبية. وعندما يصطدم اثنان منها ويتحدان، فإنهما يقدمان للباحثين وسيلة لدراسة كيفية توزع المادة، بما في ذلك المادة المظلمة، على مقاييس كبيرة جدًا. وفي هذه الحالة، ساعدت رؤية هابل البصرية وبيانات تشاندرا في الأشعة السينية على تحويل هدف لامع، تمت دراسته بكثافة، إلى قصة أكثر ديناميكية عن تشكل البنية.

تتركز الصورة الجديدة الصادرة عن هابل على سرب كثيف من المجرات. وقد عُرف العنقود منذ زمن طويل بوصفه مصدرًا ساطعًا للأشعة السينية، كما جرى دراسته على نطاق واسع في أطوال موجية للأشعة السينية والراديو. وما يجعل العمل الجديد لافتًا ليس جودة الصورة فحسب، بل التفسير أيضًا: فالعنقود الساطع هو في الواقع عملية اندماج تُرى من زاوية تجعل النظامين متراكبين من منظور الأرض.

لماذا يهم هذا الاندماج

تُعد عمليات اندماج عناقيد المجرات مختبرات مهمة لعلم الكونيات لأنها تتضمن كميات هائلة من الغاز الساخن والمجرات والمادة المظلمة. وقد طلب الباحثون وراء رصودات هابل تحديدًا وقتًا على الكاميرا المتقدمة للمسوحات التابعة للتلسكوب لقياس كيفية توزيع المادة المظلمة في CL0016+1609.

لا يستطيع هابل تصوير المادة المظلمة مباشرة، لكنه قادر على رصد آثارها. والأداة الأساسية هنا هي العدسة الجاذبية، حيث تقوم جاذبية العنقود بثني وتكبير ضوء المجرات الأبعد خلفه. ومن خلال رسم تشوه ضوء الخلفية، يستطيع الفلكيون استنتاج مواضع تركز الكتلة غير المرئية.

ويكون هذا النهج مفيدًا بشكل خاص في حالة الاندماج، حيث لا تصطف المادة المرئية والكتلة الكلية دائمًا بطرق بسيطة. ويمكن للنظام المتصادم أن يساعد الباحثين على مقارنة مواقع المجرات، والغاز الساخن باعث الأشعة السينية، والكتلة المستنتجة من العدسة الجاذبية. والنتيجة هي صورة أفضل لكيفية إسهام الاندماج في نمو البنية واسعة النطاق في الكون.

ولا تقتصر القيمة العلمية هنا على عنقود واحد. فبما أن هذه الاصطدامات جزء من الطريقة التي تتجمع بها البنى الكونية عبر الزمن، فإن كل حالة تُرصد جيدًا تضيف إلى الجهود الأوسع لفهم كيفية تكتل المادة عبر التاريخ الكوني.

دور هابل في تتبع المادة المظلمة

تأتي بيانات هابل في الصورة الجديدة من أكثر من جهد رصدي واحد. فإلى جانب رصودات الكاميرا المتقدمة للمسوحات، تتضمن الصورة أيضًا بيانات من كاميرا المجال الواسع 3 التابعة لهابل، جُمعت عبر مسح عناقيد العدسة لإعادة التأين، أو RELICS.

استخدم RELICS عناقيد المجرات بوصفها عدسات جاذبية طبيعية للتوغل أعمق في الكون. ووفقًا للمادة المصدر، فإن أولى صور هابل بالأشعة تحت الحمراء لهذا الهدف التقطت ضمن ذلك البرنامج، الذي شمل 46 عنقودًا مجريًا. كما ساعدت تلك العدسات الجاذبية الفلكيين على تحديد نحو 300 مجرة مرشحة عالية الانزياح نحو الأحمر.

يساعد هذا السياق الأوسع على تفسير سبب بقاء هدف مثل CL0016+1609 ذا قيمة حتى بعد سنوات من الدراسة. إذ يمكن للعنقود الواحد أن يؤدي عدة وظائف في آن واحد: أن يكون موضوعًا بحد ذاته، وأداة للعثور على مجرات أبعد بكثير، وحالة اختبار لرسم خريطة المادة المظلمة باستخدام العدسة الجاذبية.

وفي الصورة المنشورة، تظهر تلك الآثار على شكل أقواس من المجرات الخلفية. ويظهر قوس عمودي خافت إلى يسار المجرات الإهليلجية الكبيرة قرب المركز، بينما يظهر قوس أكثر سطوعًا وأقصر مباشرة فوق المنطقة نفسها وإلى يمينها. وهذه السمات الممدودة هي بصمات العدسة الجاذبية، وتذكير أيضًا بأن العنقود يتصرف كأنه تلسكوب كوني طبيعي.

نظرة أعمق إلى هدف معروف

كان CL0016+1609 بالفعل واحدًا من أكثر عناقيد المجرات دراسة في أطوال موجية للأشعة السينية والراديو. وهذا ما يجعل التفسير المحدّث لافتًا. فبدلًا من تقديم جسم غامض جديد، تعيد النتائج صياغة نظام معروف باستخدام مزيج من أدوات الرصد.

وهذا نمط شائع في علم الفلك الحديث. فالمراصد الكبيرة لا تنتج مجرد لقطات معزولة. إنها تعمل بأفضل صورة عندما تُدمج مجموعات بياناتها. يوفّر هابل تصويرًا بصريًا وتحت أحمر دقيقًا، بينما يضيف تشاندرا معلومات عن الغاز الساخن الذي يلمع بقوة في الأشعة السينية. ومعًا، يمكن لهذه الرؤى أن تكشف علاقات فيزيائية يصعب رؤيتها من خلال طول موجي واحد فقط.

وبالنسبة إلى الجمهور، تذكّر الصورة بوضوح بأن الأجسام السماوية التي تبدو ساكنة غالبًا ما تكون عالقة في قلب عمليات بطيئة لكنها عنيفة. فالعناقيد المجرية تتطور على مدى أزمنة هائلة، لكن اندماجاتها تشكّل بنية الكون.

أما بالنسبة إلى الباحثين، فيوفر العنقود فرصة أخرى لتحسين النماذج الخاصة بكيفية توزع الكتلة في أحد أكبر الأنظمة الجاذبية في الكون. وإذا تحسنت قياسات الفريق للمادة المظلمة، فقد تساعد في توضيح كيفية تطور هذا الاندماج وكيف ينبغي تفسير الأنظمة المماثلة في المسوحات المستقبلية.

ما الذي يخبرنا به ذلك عن الكون الأكبر

تكمن أهمية النتيجة أقل في حدث درامي واحد وأكثر في الفهم التراكمي. فبنى الكون الكبرى لم تظهر مكتملة التكوين. لقد نمت عبر اندماجات متكررة وعبر تراكم المادة، حيث كانت العناقيد تتحد لتشكّل تجمعات أكبر مع مرور الوقت.

ومن خلال تحديد CL0016+1609 على أنه عنقودان يندمجان على طول خط رؤيتنا، يحصل الفلكيون على دراسة حالة أدق لهذه العملية. فالهندسة هنا مفيدة، وبصمات العدسة الجاذبية واضحة، والجسم نفسه يمتلك تاريخًا غنيًا من الرصودات في أطوال موجية متعددة.

ويجعل هذا المزيج منه هدفًا قويًا لمتابعة العمل عليه. كما يبيّن لماذا يظل هابل منتجًا علميًا حتى بعد عقود في المدار. فما زال التلسكوب يساهم في أسئلة رائدة حول المادة المظلمة، وتشكّل البنية واسعة النطاق، واستخدام العدسات الطبيعية لرصد المجرات من مرحلة أبكر بكثير في التاريخ الكوني.

قد تكون الصورة نفسها أول ما يجذب الانتباه، لكن التطور الأهم هو في التفسير. فقد تحوّل عنقود لامع ومألوف إلى مشهد تصادم، وهذا التحول يمنح الفلكيين إطارًا أفضل لدراسة كل من المادة المرئية ومخزون المادة الأكبر الذي لا يمكنهم استنتاجه إلا عبر الجاذبية.

هذه المقالة مبنية على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.