اثنان من المستعرات الأعظمس في مجرة، وهي بعيدة تمامًا لدرجة أننا نراها كما كانت قبل 10 مليارات سنة، يمكن أن تكون حيوية في المساعدة في الكشف عن معدل توسع الكون. وهذا القياس قد خلق بعض التوتر بين المجتمع العلمي.
تم تصوير المجرة والمستعرات الأعظم بواسطة التلسكوبات الفضائية هابل وجيمس ويب. أصبحت المجرات مرئية بقوة عدسة الجاذبية – ظاهرة يمكن فيها للكميات الكبيرة من الكتلة، مثل تلك الموجودة في مجموعة المجرات، أن تتشوه فضاء إلى شكل “عدسة” يمكنه بعد ذلك تكبير وتشويه ضوء المجرات البعيدة.
في عام 2016، تلسكوب هابل الفضائي تم تصوير المجرة MRG-M0138، ولكن لم يتم تحليل الصور بشكل كامل إلا بعد مرور ثلاث سنوات. يتم تشويه ضوء MRG-M0138 إلى خمس صور منفصلة بواسطة عدسة العنقود المجري MACS J0138.0-2155، وهو 4 مليارات سنة ضوئية بعيدا عنا. لا تبدو الصور تمامًا مثل المجرات التي اعتدنا رؤيتها لأنها مشوهة إلى أقواس بسبب وضع العدسة غير المثالي.
متعلق ب: “حلقة أينشتاين” التي التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي هي أبعد جسم يمكن رؤيته على الإطلاق من حيث عدسة الجاذبية
ومع ذلك، عند دراسة صور هابل في عام 2019، لاحظ علماء الفلك وجود ضوء ساطع لنجم سوبر نوفا في MRG-M0138. المستعر الأعظم من النوع Ia هو انفجار أ قزم ابيضإما عن طريق الاصطدام بقزم أبيض آخر أو بواسطة سرقة ما يكفي من المادة من نجم رفيق مقرب.
لكن الآن، يراقب علماء الفلك MRG-M0138 باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) اكتشف أ ثانية مستعر أعظم من النوع Ia في المجرة البعيدة.
المستعر الأعظم الأول كان يُلقب بـ “قداس”; وقد أطلق على هذا المستعر الأعظم الثاني اسم “Encore”. MRG-M0138 هي أبعد مجرة يمكن رؤيتها مع اثنين من المستعرات الأعظم من النوع Ia، وفي الواقع، هذا مهم جدًا للمساعدة في حل ما قد يكون أكبر لغز في التاريخ. علم الكونيات الآن.
عندما يقيس علماء الفلك معدل توسع الكون – وهي الكمية التي نسميها ثابت هابل – يحصلون على قيمتين غير متوافقتين. على الرغم من أنه يبدو ظاهريًا أنه لا يوجد خطأ في أي من القياسين، فمن الواضح أن كلاهما لا يمكن أن يكون صحيحًا. لذا، إما أن يكون هناك خطأ غير مكتشف في قياساتنا، أو أن هناك فيزياء جديدة غريبة تلعب دورها.
إحدى وسائل قياس ثابت هابل هي من خلال تحليل خلفية الميكروويف الكونية (CMB) الإشعاع الذي خلفته الانفجار العظيم. إن الإشعاع CMB مرقط باختلافات صغيرة في درجات الحرارة تعادل التغيرات في كثافة المادة البدائية التي نمت إلى المجرات وعناقيد المجرات التي نراها اليوم. هذه الاختلافات والهياكل واسعة النطاق التي نراها الكون اليوم ترتبط ارتباطًا مباشرًا، واستنادًا إلى ما نعرفه عن النموذج القياسي في علم الكونيات، يستطيع علماء الفلك استخدام هذا الارتباط لاستخلاص قيمة ثابت هابل تساوي 67.4 كيلومترًا (41.9 ميلًا) في الثانية لكل ميجابارسيك. (أ ميجابارسيك هو 3.26 مليون سنة ضوئية، لذا فإن ما يعنيه هذا هو أن كل ثانية، أي حجم معين من الفضاء يبلغ قطره 3.26 مليون سنة ضوئية يتوسع بمقدار 67.4 كيلومترًا.)
ومع ذلك، فإن المستعرات الأعظم من النوع Ia مفيدة أيضًا لقياس المسافات الكونية، وثابت هابل. ذلك لأن لديهم حدًا أقصى قابلاً للقياس لمعان والتي يمكننا من خلالها الحكم على لمعانها الجوهري الحقيقي. وبعد ذلك، بناءً على مدى سطوعها أو ضعفها بالنسبة لنا، يمكننا حساب مدى بعدها. ومن هناك، يمكن لعلماء الفلك مقارنة هذه المسافة مع المستعرات الأعظم الانزياح الأحمروهو مقياس لمدى سرعة توسع الفضاء وبالتالي تمدد الأطوال الموجية للضوء المنبعث من المستعر الأعظم – للحصول على ثابت هابل. يتم الحساب النهائي باستخدام قانون هابل-ليميتر، الذي ينص على أن سرعة الركود تساوي المسافة مضروبة في ثابت هابل. وباستخدام هذه الطريقة، يحسب علماء الفلك 73.2 كيلومترًا (45.5 ميلًا) في الثانية لكل ميجابارسيك، وهي أكبر من القيمة المشتقة من CMB.
ومع ذلك، فإن المستعرات الأعظم ذات العدسات في MRG-M0138 تتمتع بميزة إضافية تتمثل في أنها ستظهر في خمس صور ذات عدسات مختلفة للمجرة.
“عندما ينفجر المستعر الأعظم خلف عدسة الجاذبية، يصل ضوءه أرض قال جوستين بيريل من معهد علوم التلسكوب الفضائي وأندرو نيومان من مراصد معهد كارنيجي للعلوم في بحث مشترك: إفادة.
تتميز هذه المسارات بأطوال مختلفة، لذا يمكن أن يظهر المستعر الأعظم في الصور مفصولة بأيام أو أسابيع أو حتى سنوات.
وقال بيريل ونيومان: “من خلال قياس الاختلافات في الأوقات التي تظهر فيها صور المستعر الأعظم، يمكننا قياس تاريخ معدل توسع الكون، المعروف باسم ثابت هابل، والذي يمثل تحديًا كبيرًا في علم الكونيات اليوم”.
نادرًا ما يتم العثور على مستعرات أعظمية عدسةية، ولا يُعرف سوى أقل من اثنتي عشرة منها. وهذا يجعل المستعرات الأعظم من النوع Ia في MRG-M0138 ذات قيمة استثنائية.
قصص ذات الصلة:
– لماذا تظهر بعض صور تلسكوب جيمس ويب الفضائي مجرات مشوهة ومتكررة؟
– يمكن أن تساعد عدسة الجاذبية الشمسية في العثور على الحياة على الكواكب الخارجية
– يمكن أن تساعدنا موجات الجاذبية في معرفة مدى تسارع توسع الكون
ومع ذلك، هناك صيد. وفي حين ظهرت معظم صور المستعرين الأعظم، فمن المتوقع أن يكون أحد مسارات الضوء أطول بكثير، بناءً على نماذج توزيع الضوء. المادة المظلمة في كتلة العدسة. ومن غير المتوقع أن تظهر هذه الصور النهائية حتى منتصف وأواخر عام 2030.
قال بيريل ونيومان: “عادةً لا يمكن التنبؤ بالمستعرات الأعظم، ولكن في هذه الحالة نعرف متى وأين ننظر لرؤية المظاهر النهائية لـ Requiem و Encore”. “ستحصل عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء حوالي عام 2035 على آخر صيحاتها وستقدم قياسًا جديدًا ودقيقًا لثابت هابل.”
في حين أن تلسكوب هابل الفضائي القديم قد لا يكون نشطًا في عام 2035، إلا أنه من المأمول أن يظل تلسكوب جيمس ويب الفضائي نشطًا. إذا كان الأمر كذلك، وإذا كان بإمكانه اكتشاف مظهر الصور النهائية من Requiem و Encore، فإن قياس ثابت هابل الذي يقدمونه يمكن أن يساعد في حل مسألة ما إذا كان ما يسمى بتوتر هابل هو مجرد خطأ تجريبي أو ظاهرة حقيقية.