هابل نمونه‌بردار کیهانی از اهداف را برای رومن ارائه می‌کند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

گالری از لنزهای گرانشی که توسط تلسکوپ فضایی هابل ناسا گرفته شده است، تنوع این پدیده کیهانی را به نمایش می گذارد و زمینه را برای مشاهدات بعدی توسط تلسکوپ فضایی رومی جدید نانسی گریس فراهم می کند.

عدسی گرانشی که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین پیش‌بینی شد، زمانی اتفاق می‌افتد که گرانش یک جرم پیش‌زمینه عظیم، مانند یک کهکشان یا خوشه‌ای از کهکشان‌ها، نور یک جرم پس‌زمینه دورتر را خم می‌کند، منحرف می‌کند و بزرگ‌نمایی می‌کند. این اثر شبیه به یک عدسی غول پیکر در فضا است که به اخترشناسان اجازه می دهد اجرام را بسیار دورتر از هر تلسکوپی که به تنهایی ببیند، مشاهده کنند.

عدسی‌های این تصویر از هم‌ترازی دقیق یک کهکشان پس‌زمینه دور با جرم یک کهکشان پیش‌زمینه تشکیل شده‌اند و تصاویری مخدوش و بزرگ‌نمایی شده از کهکشان پس‌زمینه ایجاد می‌کنند که به صورت کمان‌هایی در اطراف کهکشان پیش‌زمینه ظاهر می‌شوند.

اخترشناسان از این مشاهدات جمعیت بزرگ و متنوعی از لنزهای گرانشی برای ساخت مدل‌های عدسی استفاده خواهند کرد که به تعیین جرم در کهکشان پیش‌زمینه سیستم عدسی کمک می‌کند و به طور بالقوه نظریه‌ای در مورد ماده تاریک را اثبات یا رد می‌کند. اخترشناسان میزان اعوجاج کهکشان‌های پس‌زمینه عدسی‌دار را برای تعیین کمیت و توزیع جرم در کهکشان پیش‌زمینه، از جمله ماده تاریک نامرئی آن، مطالعه می‌کنند.

هابل کیهان را عمدتا در نور مرئی و فرابنفش با پوشش مادون قرمز مشاهده می‌کند و یک نمای جامع و با وضوح بالا از اجسام جداگانه ارائه می‌کند. رومن عمدتا نور مادون قرمز و مقداری قابل مشاهده را در میدان دید بسیار بزرگتری می بیند تا پانورامایی از جهان ایجاد کند. در حالی که هابل دید بهتری از لنزهای جداگانه دارد، رومن می‌تواند لنزهای بیشتری را با میدان دید وسیع‌تر خود ثبت کند. اگر رومن لنز جالبی پیدا کند، محققان ممکن است از هابل برای انجام مشاهدات بعدی با استفاده از قدرت مرئی و UV آن برای اشیاء منفرد استفاده کنند.

با تصویربرداری با وضوح بالا و مدل‌های دقیق هابل، محققان همچنین باید بتوانند نقص‌های کوچکی را در این کمان‌های کهکشانی با عدسی گرانشی تشخیص دهند که نشان‌دهنده وجود توده‌های کوچک ماده تاریک است. محققان می توانند از این توده های ناشناخته قبلی برای تایید نظریه ماده تاریک سرد استفاده کنند که وجود بسیاری از توده های کوچک ماده تاریک با جرم بین یک میلیون تا یک میلیارد خورشید را پیش بینی می کند. در مقابل، هاله ماده تاریک کهکشان راه شیری ما حدود 1.3 تریلیون جرم خورشیدی دارد.

با مطالعه دقیق تصاویر لنز هابل، محققان قصد دارند یک ابزار هوش مصنوعی بسازند تا به طور موثر برای کمان های مشابه در تصاویر رومی آینده جستجو کند. انتظار می رود که تصاویر هابل هم نتایج خاص خود را در مورد ماده تاریک ارائه دهد و هم راه را برای تجزیه و تحلیل نمونه بزرگتر لنزهای رومن هموار کند.

لنزهای منحصربه‌فرد در این تصویر برخی از ویژگی‌های متفاوتی را نشان می‌دهند که محققان با جمع‌آوری مجموعه‌ای متنوع و متعدد از لنزها برای آزمایش در مدل‌های خود، مشاهده خواهند کرد. پانل A نمونه ای از پیکربندی قوس-ضد کمان است که در آن کهکشان پس زمینه با عدسی به صورت یک جفت کمان تکراری ظاهر می شود. کهکشان عدسی‌دار توسط یک جفت کهکشان پیش‌زمینه بزرگ‌نمایی می‌شود که جرم ترکیبی آن‌ها نور کهکشان پس‌زمینه را در اطراف آنها خم می‌کند.

پانل F یک حلقه انیشتین است که در آن تراز کهکشان پس‌زمینه و جرم تقریبا کروی عدسی پیش‌زمینه آن چنان کاملا قرار دارند که کهکشان دارای عدسی تقریبا به طور کامل دور کهکشان پیش‌زمینه را احاطه کرده است. پانل I یک کهکشان با عدسی چهارگانه را نشان می‌دهد که در آن کهکشان پس‌زمینه چهار بار تکرار می‌شود و به صورت نقاط لکه‌دار در اطراف کهکشان پیش‌زمینه ظاهر می‌شود. پانل C همچنین یک کهکشان چهار عدسی، با گره های دوگانه را نشان می دهد که به احتمال زیاد مناطق ستاره ساز قوی در کهکشان پس زمینه هستند.

برخی از کهکشان‌های پس‌زمینه بزرگ‌نمایی شده و تاب‌دار آبی و برخی قرمز به نظر می‌رسند. این کمان‌های آبی نشان‌دهنده ستاره‌های جوان هستند، در حالی که کمان‌های قرمز نشان‌دهنده ستاره‌های مسن‌تر هستند. رومن و هابل این تفاوت ها را برای درک بهتر چگونگی تکامل کهکشان ها در کیهان بررسی خواهند کرد.

بیشتر کهکشان‌های عدسی‌دار پیش‌زمینه، کهکشان‌های بیضوی هستند که قدیمی‌تر، متراکم‌تر و فشرده‌تر هستند. تصاویر عدسی از کهکشان های پس زمینه تنها زمانی رخ می دهند که چگالی جرم کهکشان پیش زمینه به نقطه بحرانی برسد.

اما همه این کهکشان‌های پیش‌زمینه بیضوی نیستند و محققان می‌توانند از این تفاوت‌ها برای کشف مسیرهای تکاملی این کهکشان‌ها استفاده کنند. در پانل G، کهکشان پیش‌زمینه کشیده به نظر می‌رسد، که ممکن است درست یا حقه‌ای از چشم‌انداز باشد، و در پانل‌های B و F، کهکشان‌های پیش‌زمینه دارای بازوهای مارپیچی هستند.

کهکشان پیش‌زمینه پانل D دارای یک خط گرد و غبار قابل مشاهده است که در کهکشان عدسی‌دار نادر است و نوع جزئیاتی که دید تیز و نور مرئی هابل در آشکار کردن آن برتری دارد. کهکشان پس‌زمینه لنزدار می‌تواند یک حلقه انیشتین باشد، با خط غبار که نمای ما از حلقه را «شکست» می‌کند. از آنجایی که نور مادون قرمز کمتر توسط گرد و غبار پوشیده می شود، مشاهدات مادون قرمز رومی آینده می تواند به تعیین اینکه آیا کمان ها حلقه کامل تری اینشتین را تشکیل می دهند یا خیر کمک کند.

این لنزهای قوی برای اولین بار با ابزار طیف سنجی انرژی تاریک در کیت پیک شناسایی شدند. هابل متعاقبا آنها را مشاهده کرد و رومن مشاهدات بیشتری را انجام خواهد داد. تصاویری از این دست نمونه ای از انواع تلاش های مشترکی است که به طور معمول بین رصدخانه های بزرگ ناسا برای ایجاد تصویری جامع از کیهان انجام می شود.

با پیوستن رومن به خانواده رصدخانه های فضایی بزرگ که شامل هابل، رصدخانه پرتو ایکس چاندرا و تلسکوپ فضایی جیمز وب می شود، پنجره جدیدی به روی کیهان باز می شود که مناظری را که قبلا پنهان شده بودند آشکار می کند و در عین حال دانش کیهانی ما را برای کل بشریت گسترش می دهد.

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →