راز کهکشان‌های پیچ‌خورده در عکس‌های تلسکوپ فضایی «جیمز وب»

راز کهکشان‌های پیچ‌خورده در عکس‌های تلسکوپ فضایی «جیمز وب»

به گفته ناسا، الگوهایی که اجرا می‌شوند دارای هم‌گرایی ایجاد می‌کنند، با عبور نور از آنها می‌توانند اطلاعات بیشتری را در مورد اجراکننده‌هایی داشته باشند. برای مثال، همگرایی گرانشی می‌تواند مواد را در خوشه‌های کهکشانی و کهکشان‌ها ایجاد کند.

در هر حال، این اجرام فراتر از کنجکاوی‌های بصری هستند. همگرایی گرانشی می‌تواند از راه‌های بسیاری برای ستاره‌شناسان سودمند باشد.

همگرایی گرانشی فقط نور یک جرم پس‌زمینه را منحرف نمی‌کند، بلکه در واقع می‌تواند این نور را تقویت کند. در نتیجه، نور بسیار ضعیف اجرا می شود. به همین دلیل، همگرایی گرانشی برای بررسی جهان اولیه توسط جیمز وب حیاتی است.

همگرایی گرانشی، پدیده‌های است که در نظریه «نسبیت عام» اینشتین پیش‌بینی شده است و نشان می‌دهد که اثری پدید می‌آید که اجرا می‌شود بر تار و پود فضا و زمان می‌گذارند و آن‌ها را به عنوان یک واحد به نام فضا-زمان متحد می‌کنند.

این کهکشان‌ها که به شکل‌های ذوب‌شده شباهت دارند، نشان‌دهنده این مکان هستند که در فضا اجرا می‌شوند چگونه به نظر می‌رسند. این یک توهم در تصاویر جیمز وب است. یکی دیگر از جنبه‌های شگفت‌انگیز عکس‌های جیمز وب، مانند عکسی که از خوشه‌کشانی بزرگ «RX J2129» گرفته شده است، این است که در نقطه‌ای از یک عکس ظاهر می‌شود. باز هم این یک توهم است. این کهکشانها در واقع همزادهای دقیقی ندارند.

از عکس‌هایی که با «تلسکوپ فضای جیمز وب» گرفته‌شده‌اند، کهکشان‌هایی را نشان می‌دهند که تاب‌خورده‌ها و پیچ‌خورده‌ها هستند و پرسش‌های بسیاری را در ذهن خیلی از علاقه‌مندان ایجاد می‌کنند.

همگرایی گرانشی چیست؟

به یک ورقه لاستیکی کشیده فکر کنید که توپ‌هایی با جرم‌های گوناگون روی آن قرار گرفته‌اند. هرچه جرم توپ بیشتر باشد، ورقه لاستیکی بیشتر تاب برمی‌دارد. همین امر در مورد اجرام دارای جرم زیاد است که در تار و پود فضا-زمان نشسته‌اند نیز صدق می‌کند. هرچه جرم بیشتر باشد، فضا-زمان بیشتر تاب برمی‌دارد و اجرا می‌شود مانند کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی باعث تاب خوردن شدید فضا-زمان می‌شوند. این اثر بسیار جالب می‌شود که نور یک جرم پس‌زمینه مانند ستاره یا کهکشان، از این پیچ و تاب عبور کند.

راز کهکشان‌های پیچ‌خورده در عکس‌های تلسکوپ فضایی «جیمز وب»

تصویری از دو کهکشان که بافت فضا-زمان را سنگین می‌کنند

چنین چیزی چگونه ممکن است؟ این دو جنبه متمایز از عکس‌های جیمز وب، نتیجه همان پدیده‌های هستند که «همگرایی گرانشی» (عدسی گرانشی) نامیده می‌شود. این پدیده که بار بیش از صد سال پیش توسط «آلبرت اینشتین»(Albert Einstein) پیش‌بینی شد، به پدیده مهمی برای ستاره‌شناسان تبدیل شده است. این کهکشانهای منحرف شده و تکراری، همگی نمونه هایی از اجراهای دارای همگرایی گرانشی هستند.

نور در خطوط مستقیم حرکت می‌کند. تاب برداشتن فضا بر حسب جرم باعث می‌شود که نور منتشر شده از یک منبع دور، خمیده شود. در نتیجه، زمانی که نور به زمین می‌رسد، باعث می‌شود که جرم پسزمینه در مکانی دیگر از آسمان به نظر برسد.

به گفته آژانس فضایی اروپا، خوشه‌های کهکشانی، شکلی به هم ریخته‌اند و توده‌ها بدون حفظ هستند. بنابراین، وقتی به عنوان اجرا می‌شوند، همگرایی کامل نیست. همان طور که در عکس میدان جیمز وب می‌بینیم، این امر باعث می‌شود که جرم پس‌زمینه مانند یک کمان در اطراف خوشه‌ای کهکشانی منحرف‌شده به نظر برسد.

انتهای پیام



منبع

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST) در ژوئیه ۲۰۲۲، اولین عکس خود را ارائه کرد. این عکس، هزاران کهکشان را نشان می‌داد که بسیاری از آنها در اوایل عمر کیهان دیده شده بودند. چیزی که خیلی از مردم انتظارش را نداشتند این بود که بعضی از اینها چقدر تاب‌برداشتند و پیچ‌خوردند به نظر می‌رسند.

در موارد تاب برداشتن شدید، زمانی که جرم بین زمین و منبع پس‌زمینه بزرگ است، نور مسیرهای متفاوتی را در اطراف جرم می‌کند که همگی در درجات گوناگونی خم می‌شوند. این امر، طول مسیری را که نور طی می‌کند تا به ما برسد، درجات گوناگونی تغییر می‌دهد و زمان آن را عوض می‌کند. این معناست که یک جرم دارای همگرایی می‌تواند در چند نقطه از یک نوردهی ظاهر شود. این امر می‌تواند شکل‌های جالبی مانند صلیب یا یک حلقه نورانی به نام «حلقه اینشتین» (حلقه اینشتین) را ایجاد کند که همه از تکرار یک جرم تشکیل شده‌اند.

راز کهکشان‌های پیچ‌خورده در عکس‌های تلسکوپ فضایی «جیمز وب»

تصویر گرافیکی از همگرایی گرانشی