كشفت مهمة غايا عن “منجم ذهب” من المعلومات الجديدة عن الأجسام الكونية بينما تواصل إنشاء كتالوج النجوم الأكثر شمولاً على الإطلاق.
يحتوي الإصدار الجديد، المعروف باسم إصدار منتج Gaia المركّز (FPR)، على أكثر من نصف مليون نجم خافت جديد، وأكثر من 380 نجمًا زائفًا جديدًا متأثرًا بالعدسات الثقالية، ومواقع أكثر من 150,000 كويكبًا في النظام الشمسي.
تحتوي الخريطة الشاملة لمجرة درب التبانة وساحتها الخلفية الكونية، التي أنشأتها جايا، على بيانات عن 1.8 مليار نجم، وستسمح للعلماء بمواصلة التنقيب بعمق في تاريخنا الكوني. يملأ الإصدار الجديد بعض الثغرات المهمة في تلك الخريطة عند تشكلها.
وفقًا لمشغلي جايا، وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، فإن البيانات الجديدة توفر علومًا ونتائج مثيرة وغير متوقعة تتجاوز بكثير ما تم تصميم التلسكوب الفضائي في البداية لاكتشافه.
متعلق ب: عاد تلسكوب إقليدس “الكون المظلم” إلى المسار الصحيح بعد العثور على نجومه التوجيهية
تعتمد المجموعة الجديدة من الأبحاث على إصدار البيانات الثالث (DR3) من Gaia الذي نُشر في يونيو 2022. وعلى الرغم من شموليته، إلا أن DR3 يحتوي على فجوات في السماء لم يتم رسمها بعد بواسطة التلسكوب الفضائي، كما أغفل بعض النجوم الخافتة التي لم تتألق بقدر سطوعها. رفاقهم النجميين المحيطين بهم.
ومن الأمثلة على ذلك العناقيد الكروية، والتي تعد من أقدم الأجسام في الكون ذات مراكز كثيفة التجمع من النجوم الساطعة التي يمكن أن تطغى على التلسكوبات التي تحاول دراستها.
أكثر من مجرد ملء المناطق غير المستكشفة في خريطة جايا الكونية
ركز جزء من الإصدار الجديد من تلسكوب Star Surveyor الفضائي على أكبر مجموعة نجمية كروية ضخمة في مجرة درب التبانة، Omega Centauri، والتي تحتوي على حوالي 10 ملايين نجم – مما يجعل قلبها المنطقة الأكثر ازدحامًا في الفضاء التي درسها التلسكوب حتى الآن.
لسد هذه الفجوات، ركز علماء الفلك في وكالة الفضاء الأوروبية جايا على أوميغا قنطورس، الذي يقع على بعد حوالي 15800 سنة ضوئية، وهو قريب نسبيًا من الأرض ويمكن استخدامه كبديل لدراسة مجموعات أخرى من هذا النوع.
“في أوميغا سنتوري، اكتشفنا أكثر من نصف مليون نجم جديد لم تره جايا من قبل – من مجموعة واحدة فقط!” وقالت المؤلفة الرئيسية للبحث وعضوة مشروع Gaia، كاتيا وينجريل، في بيان لها:
بدلاً من التركيز على النجوم المنفردة داخل العنقود، وهو أمر تتخصص فيه جايا، رصد التلسكوب الفضائي أوميغا قنطورس بوضع خاص يسمح لجايا بالنظر إلى رقعة أوسع من السماء حول قلب العنقود الكروي في كل مرة تظهر فيها. وهكذا، ساعدت الملاحظات الجديدة أيضًا في اختبار هذا الوضع الخاص وأدوات غايا.
وأضاف وينجريل: “لم نتوقع أن نستخدمها أبدًا في العلوم، مما يجعل هذه النتيجة أكثر إثارة”.
على الرغم من أن البيانات الجديدة ساعدت في ملء بعض المناطق غير المستكشفة في خريطة جايا ثلاثية الأبعاد لمجرة درب التبانة، إلا أنها محل اهتمام العلماء في حد ذاتها، حيث تساعد على وضع نموذج أفضل لمجموعة أوميغا سنتوري الكروية.
وأضاف المؤلف المشارك في البحث وعضو Gaia Collaboration Alexey Mints: “لقد أتاحت لنا بياناتنا اكتشاف النجوم القريبة جدًا من بعضها البعض بحيث لا يمكن قياسها بشكل صحيح في خط أنابيب Gaia العادي”. “باستخدام البيانات الجديدة، يمكننا دراسة بنية العنقود، وكيفية توزيع النجوم المكونة له، وكيفية حركتها، وأكثر من ذلك، وإنشاء خريطة كاملة واسعة النطاق لأوميغا سنتوري. إنها تستخدم غايا بكامل إمكاناتها – نحن” لقد قمنا بنشر هذه الأداة الكونية المذهلة بأقصى قوة.”
في هذا الصدد، يعد إصدار البيانات الجديدة لـ FPR مجرد نموذج لما سيأتي في إصدار بيانات Gaia 4 (DR4)، حيث يستكشف التلسكوب الفضائي حاليًا ثماني مناطق أخرى من درب التبانة بطريقة مماثلة لكيفية استكشافه. التحقيق أوميغا سنتوري. ونتيجة لذلك، من خلال دراسة وحدات البناء الكونية مثل أوميغا سنتوري، يمكن أن يساعد DR4 في الكشف عن تفاصيل حول مجرتنا، مثل عمرها الحقيقي، والموقع الدقيق لمركزها، وما إذا كانت قد اصطدمت بمجرات أخرى طوال تاريخها.
جايا كصياد عدسة الجاذبية
على الرغم من أنه لم يكن مصممًا لدراسة الكون على نطاق أوسع، إلا أن إصدارات FPR من Gaia تظهر أنه يمكن أن يكشف عن أشياء حيوية لفهم الكون ككل، مثل تطوره وعمره الدقيق.
إحدى الطرق التي يمكن أن يكون بها لـ Gaia تأثير على علم الكونيات هي العثور على ما يسميه علماء الفلك عدسات الجاذبية، وهي أجسام ذات كثافة كبيرة مثل مجموعات النجوم التي يمكن استخدامها لتضخيم الضوء من مصادر خلفية بعيدة مثل المجرات القديمة.
يعمل هذا بفضل التأثير الذي تنبأت به نظرية النسبية العامة لأينشتاين، والتي تشير إلى أن الأجسام ذات الكتلة “تشوه” نسيج الزمكان ذاته؛ كلما زادت الكتلة، كلما كان الالتواء أكثر تطرفًا. عندما يقع جسم ملتوي بين الأرض ومصدر بعيد، يمر الضوء من هذا المصدر البعيد بالجسم المتوسط وينحني في طريقه نحونا. يعتمد مقدار الانحراف على مدى قرب مسار الضوء من مصدر الكتلة. ونتيجة لذلك، يصل الضوء من نفس المصدر إلى الأرض في أوقات مختلفة ويمكن أن يظهر جسم واحد في نقاط متعددة في نفس الصورة.
يمكن أن يؤدي هذا التأثير إلى تضخيم هذا المصدر البعيد، مما يسمح برؤية الأجسام التي عادة ما تكون بعيدة جدًا وباهتة. يستخدم تلسكوب جيمس ويب الفضائي حاليًا هذه الظاهرة بفعالية كبيرة لمراقبة بعض أقدم المجرات في الكون. يمكن لجايا أن تساعد في هذا من خلال العثور على المزيد من الأجسام ذات العدسات الثقالية، وخاصة النجوم الزائفة، وهي القلوب النشطة للمجرات التي تتغذى على الثقوب السوداء. إن اكتشاف الكوازارات ذات العدسات ليس بالأمر السهل لأن الصور المتكررة الناتجة عن عدسة الجاذبية يمكن أن تتجمع معًا في كثير من الأحيان، مما يجعل جسمًا واحدًا يبدو ملطخًا في الصور ويؤدي إلى التعرف عليه بشكل خاطئ.
وقالت كريستين دوكورانت، المؤلفة المشاركة في البحث والعضوة في تعاون غايا: “إن غايا باحث حقيقي عن العدسات. وبفضل غايا، وجدنا أن بعض الأشياء التي نراها ليست مجرد نجوم، على الرغم من أنها تبدو مثلها”. “إنها في الواقع عبارة عن نجوم زائفة ذات عدسات بعيدة جدًا – وهي نوى مجرية نشطة للغاية ومشرقة ومدعومة بالثقوب السوداء.
“نقدم الآن 381 مرشحًا قويًا للكوازارات ذات العدسات، بما في ذلك 50 مرشحًا نعتبرها محتملة للغاية: منجم ذهب لعلماء الكونيات وأكبر مجموعة من المرشحين تم إصدارها مرة واحدة على الإطلاق.”
تم اختيار هؤلاء المرشحين من قائمة المرشحين المحتملين للكوازارات، والتي تم تضمين بعضها في DR3، مع ظهور خمسة من الأجسام المُعدسة كتكوينات نادرة تسمى “صلبان أينشتاين”. تحدث هذه عندما يظهر الضوء الصادر من جسم واحد في أماكن متعددة في نفس الصورة على شكل صليب. وفي عام 2021، رصدت جايا 12 من صلبان أينشتاين.
وقال لوران جالوتشيو Laurent Galluccio، المشارك في تأليف البحث، والعضو في تعاون Gaia: “إن الشيء العظيم في Gaia هو أنها تبحث في كل مكان، حتى نتمكن من العثور على عدسات دون الحاجة إلى معرفة مكان البحث”. “مع إصدار هذه البيانات، تعد جايا أول مهمة تحقق مسحًا شاملاً للسماء لعدسات الجاذبية بدقة عالية.”
يوضح هذا كيف يمكن لـ Gaia أن تتعاون مع محقق المادة المظلمة والطاقة المظلمة التابع لوكالة الفضاء الأوروبية إقليدس، والذي تم إطلاقه في يوليو 2023، للمساعدة في التحقيق في هذه الجوانب الغامضة من الكون والتي تشكل ما يقدر بنحو 95٪ من محتواه. تُظهر الإصدارات الجديدة من Gaia أيضًا أن التلسكوب الفضائي يتمتع أيضًا بميزة أقرب بكثير إلى المنزل.
تتبع الكويكبات والعمالقة الحمراء والمزيد باستخدام Gaia
يُظهر جزء من إصدارات Gaia الجديدة تفاصيل 156,823 من الكويكبات حول الأرض التي تم تحديدها في DR3، مما يحدد مواقعها بشكل أفضل ويقيد مداراتها بدقة أكبر 20 مرة من الملاحظات السابقة.
وقد قام التلسكوب الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بذلك من خلال مراقبة الصخور الفضائية لمدة ضعف ما كان عليه في السابق. وتتوقع وكالة الفضاء الأوروبية أن مستودع بيانات جايا DR4 المرتقب سيضاعف عدد الكويكبات التي يراها التلسكوب الفضائي بالإضافة إلى زيادة عدد أجسام النظام الشمسي التي رصدها جايا من خلال تضمين المذنبات وحتى الأقمار الصناعية حول الأرض.
قصص ذات الصلة:
– ستكشف مجموعة جديدة من بيانات Gaia عن الماضي والمستقبل المظلم لمجرة درب التبانة
– الكوكب الغريب المكتشف حديثًا لديه اندماج نووي في قلبه
– تكتشف المركبة الفضائية غايا التي ترسم خرائط النجوم زوجًا من الكواكب الشبيهة بالمشتري
تتضمن إصدارات Gaia الجديدة أيضًا ملاحظات لديناميكيات أكثر من 10000 نجم ثنائي عملاق أحمر، مما يجعلها أكبر مجموعة من هذه الأجسام النجمية التي تم جمعها على الإطلاق، وإشارات من الغاز والغبار التي تنجرف بين النجوم في قرص درب التبانة.
“على الرغم من أن تركيزها الأساسي ينصب على مسح النجوم، إلا أن جايا تستكشف كل شيء بدءًا من الأجسام الصخرية في النظام الشمسي وحتى مضاعفة الكوازارات المصورة التي تقع على بعد مليارات السنين الضوئية، بعيدًا عن حواف درب التبانة،” عالم مشروع جايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية تيمو قال بروستي. “إن المهمة توفر رؤية فريدة حقًا للكون والأشياء الموجودة بداخله، ونحن نحقق أقصى استفادة من منظورها الواسع الذي يشمل السماء بالكامل في السماء من حولنا.”
يأخذ تقرير FPR من Gaia شكل خمس أوراق بحثية تم نشرها يوم الثلاثاء 10 أكتوبر: