راز کهکشان دوگانه‌ی عجیب در تصویر هابل کشف شد
ستاره‌شناسان معتقدند که سرانجام یک معمای قدیمی را درباره‌ی کهکشان عجیبی که برای نخستین بار ۱۰ سال پیش توسط هابل کشف شد، حل کرده‌اند.
این مسأله بر یک کهکشان دوگانه‌ی عجیب متمرکز بود که با نام «جرم همیلتون» (Hamilton’s Object) شناخته می‌شود. یک جفت جرم خطی که با دانسته‌های قبلی دانشمندان مطابقت نداشتند. اکنون به اعتقاد دانشمندان این اجرام در حقیقت هر دو تصویر یک کهکشان دوردست هستند که توسط یک انحنا در بافت فضا، تصویر آن بزرگنمایی و دچار اعوجاج شده است و به شکل دوتایی دیده می‌شود.
این اجرام که تقریبا ۱۱ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارند، از زمین مانند تصویر آینه‌ای یکدیگر به‌نظر می‌رسند. هنگامی که اخترشناسان برای نخستین بار در سال ۲۰۱۳ آن‌ها را رصد کردند، بلافاصله به وجود احتمالی پدیده‌ی لنز گرانشی شک کردند. این پدیده که نسبیت عام اینشتین آن را پیش‌بینی کرده است، وقتی روی می‌دهد که نور یک جرم دوردست به‌دلیل گرانش یک جرم میانی عظیم، مانند تصویر لنز چشم ماهی دچار اعوجاج می‌شود.
این نتیجه‌گیری اگرچه به چگونگی شکل‌گیری این تصویر دوگانه اشاره دارد اما درباره‌ی جرم میانی و چرایی ایجاد تصویر دوگانه توضیحی نمی‌دهد. هابل در طول عمر خود چندین جرم کیهانی را که نور آن‌ها از لنز گرانشی گذشته، رصد کرده است اما این نمونه بیش از یک اعوجاج گرانشی ساده بود.
از دید ناظر زمینی، لنزهای گرانشی نه تنها این کهکشان دوردست را بزرگنمایی کرده‌اند، بلکه به نوعی آن را کپی کرده‌اند و دو تصویر روشن و همچنین یک تصویر سوم ضعیف‌تر شکل داده‌اند که در تصویر هابل قابل مشاهده است.
پس از سال‌ها تفکر درباره‌ی این مسأله، ستاره‌شناسان سرانجام عامل اصلی را مشخص و نتایج یافته‌های خود را در نشریه‌ی «رویال استرونومیکال سوسایتی» (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) منتشر کردند.
تصاویر آینه‌ای ایجاد شده از جرم همیلتون پس از گذر نور آن از عدسی گرانشی
Credit: NASA/ESA/Richard E. Griffiths/Jenny Wagner/Joseph DePasquale
به گفته‌ی دانشمندان یک خوشه‌ی کهکشانی بزرگ و فهرست نشده که در فاصله‌ی ۷ میلیارد سال نوری از زمین و میان هابل و این جرم واقع شده، عامل ایجاد این عدسی گرانشی است. علاوه بر این، نور اعوجاج یافته از کهکشان، بر روی نوعی انجنای فضا-زمان سوار شده که ناشی از گرانش ماده‌ی تاریک متراکم است. ماده‌ای که حدود ۸۵ درصد از ماده‌ی موجود در کیهان را تشکیل می‌دهد.
به گفته‌ی پژوهشگران تصاویر اضافی هنگامی ایجاد شده که نور کهکشان دوردست از میان خوشه‌ی پیش‌زمینه با نام SDSS J223010.47-081017.8 در امتداد این انجنای فضا گذشته است.
«ریچارد گریفیث» (Richard Griffiths) ستاره‌شناس دانشگاه هاوایی و نویسنده‌ی ارشد مقاله‌ی اخیر گفت: «به سطح موج‌دار استخر در یک روز آفتابی فکر کنید که الگوهای درخشان را در پایین استخر ایجاد می‌کند. این الگوهای روشن در پایین استخر ناشی از اثری مشابه لنز گرانشی است و امواج روی سطح به‌عنوان لنزهای موضعی، نور خورشید را به شکل الگوهای درخشان پیچ‌وتاب‌دار در پایین استخر متمرکز می‌کنند.»
اعضای این تیم پژوهشی خاطرنشان کردند که چنین خمیدگی‌های فضا-زمان می‌توانند به منجمان برای درک بهتر شیوه‌ی پخش ماده‌ی تاریک در جهان کمک کنند. برای نمونه با مقایسه‌ی تصاویر لنز شده‌ی هابل با مدل‌های رایانه‌ای، پژوهشگران دریافتند که ماده‌ی تاریک بحث، احتمالا به شکل توده‌ای نیست بلکه به‌صورت هموار توزیع شده است.
«جنی واگنر» (Jenny Wagner) ستاره‌شناس دانشگاه هایدلبرگ آلمان خاطرنشان کرد: «این بسیار عالی است که ما فقط به دو تصویر آینه‌ای نیاز داریم تا بتوانیم میزان توده یا ناهمواری ماده‌ی تاریک را در این موقعیت‌ها تشخیص دهیم.»
عکس کاور: خوشه‌ی کهکشانی SDSS J223010.47-081017.8 که تصویر آینه‌ای و اعوجاج یافته‌ی جرم همیلتون در آن دیده می‌شود.
Credit: NASA/ESA/Richard E. Griffiths/Jenny Wagner/Joseph DePasquale
منبع: Space
