این اعوجاج باورنکردنی مانند یک ذره بین به اعماق فضا است

دید اجرام پشت آنها را تحریف می کند، اما همچنین اطلاعات شگفت انگیزی در مورد کهکشان ها و اختروش های دوردست ارائه می دهد.

اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل (HST) اخیرا تصویر جدیدی از یکی از این مظاهر عجیب به نام ‘لنز چرخ فلک’ منتشر کرده اند. این یک هم ترازی نادر از هفت کهکشان پس زمینه است که همگی توسط یک خوشه کهکشانی مداخله ای منحرف شده اند.

به گفته دیوید شلگل، دانشمند ارشد آزمایشگاه برکلی، این لنز گرانشی یک یافته عالی برای ستاره شناسان است.

او گفت: این یک «خط‌آمیز کهکشانی» شگفت‌انگیز خوش‌شانس است – یک هم‌ترازی تصادفی از کهکشان‌های متعدد در یک خط دید که بیشتر کیهان قابل مشاهده را در بر می‌گیرد. ‘پیدا کردن یکی از این ترازها سوزنی در انبار کاه است. یافتن همه اینها مانند هشت سوزن است که دقیقاً در داخل انبار کاه ردیف شده اند.’

لنز چرخ و فلک چند سال پیش در داده های Dark Energy Survey کشف شد. اکنون اخترشناسان در حال بررسی آن هستند تا جرم آن و تأثیرات روی تصاویر کهکشان های دورتر را اندازه گیری کنند.

این هم‌ترازی لنزهای گرانشی هفت کهکشان و یک خوشه کهکشانی پیش‌زمینه به خوبی می‌تواند بینش‌های جدیدی از کیهان اولیه از طریق منابع کهکشانی با جابجایی بالا به سرخ، ویژگی‌های خوشه عدسی‌دهنده و پرسش‌های بی‌پاسخ در کیهان‌شناسی ارائه دهد.

ساختارشکنی لنز گرانشی چرخ فلک

عدسی‌های گرانشی در مقیاس بزرگ معمولی در کیهان از یک ‘شیء عدسی’ و اجسام دورتر پشت آن تشکیل شده‌اند. به طور کلی، آن اجرام دور کهکشان ها و اختروش ها هستند. (لنزهای گرانشی در مقیاس کوچک زمانی رخ می دهند که سیاره ای از مقابل ستاره خود عبور می کند.)

با این حال، لنز چرخ و فلک ماهیت ‘کیهانی’ بیشتری دارد و اجسامی را با فاصله میلیون ها سال نوری از هم می پوشاند. به ویژه، خوشه ای که عدسی را انجام می دهد، حدود ۵ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. همچنین به عنوان DESI-090.9854-35.9683 تعیین شده است و دارای حداقل چهار عضو کهکشان بزرگ و همچنین چندین عضو احتمالی دیگر خوشه است.

عدسی چرخ و فلک حداقل هفت کهکشان دوردست را نشان می دهد. آنها در فاصله ۷.۶۲ تا ۱۲ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارند. هم ترازی آنها با خوشه عدسی منجر به تصاویر متعددی از هر یک از کهکشان های دورتر شد.

شکل آنها نتیجه اثر ‘آینه تفریحی’ است که مظاهر آنها را دراز می کند. کهکشانی با برچسب ‘4a, 4b, 4c, 4d’ در واقع یک ‘صلیب انیشتین’ تقریباً کامل را تشکیل می دهد که توزیع متقارن جرم را در عدسی نشان می دهد.

به گفته Xiaoshang Huang، که بخشی از تیمی در برکلی است که آن را مطالعه می کند، چرخ فلک نمونه ای عالی از یک ‘عدسی قوی’ در جهان است.

هوانگ گفت: ‘تیم ما به دنبال لنزهای قوی و مدل سازی با ارزش ترین سیستم ها بوده است.’

لنز چرخ و فلک یک هم‌ترازی باورنکردنی از هفت کهکشان در پنج گروه است که تقریباً کاملاً در پشت عدسی خوشه‌ی پیش‌زمینه قرار گرفته‌اند. همانطور که از طریق عدسی ظاهر می‌شوند، تصاویر متعدد هر یک از کهکشان‌های پس‌زمینه، الگوهای دایره‌ای تقریباً متحدالمرکز را در اطراف عدسی پیش‌زمینه تشکیل می‌دهند. ، مانند یک چرخ فلک.

این یک کشف بی‌سابقه است و مدل محاسباتی تولید شده، چشم‌انداز بسیار امیدوارکننده‌ای را برای اندازه‌گیری ویژگی‌های کیهان، از جمله خواص ماده تاریک و انرژی تاریک نشان می‌دهد.

چرا این لنز منحصر به فرد است؟

شلگل، هوانگ و دیگران در مقاله‌ای که اخیراً منتشر شده‌اند، مدل‌سازی لنز چرخ و فلک را برای درک ساختار آن توصیف کردند. آنها اشاره می کنند که تقریباً هر پیکربندی عدسی را که ستاره شناسان در چنین مظاهر می بینند نشان می دهد. قوس های مختلف، اشکال الماس، حلقه انیشتین و عدسی دوتایی وجود دارد.

گسترش زیاد فواصل بین خود عدسی و کهکشان‌هایی که در حال تحریف آن هستند، زمینه‌های جالب کیهان‌شناسی را نیز نشان می‌دهد. به طور خاص، تیم علمی امیدوار است که مطالعات طیفی بیشتری برای درک توزیع ماده خوشه عدسی انجام دهد.

حداقل هفت منبع عدسی به محدود کردن مقدار ماده در خوشه کمک می کند و به درک مقدار ماده تاریک و باریونی در چنین سیستم هایی کمک می کند.

علاوه بر توزیع ماده، تیم می‌تواند از این سیستم عدسی به عنوان راهی برای درک ویژگی‌های منابع عدسی دور استفاده کند. این مهم است زیرا دورترین ها بینشی از شرایط در دوره های مختلف تاریخ کیهانی خود می دهند.

به عنوان مثال، منبع ۷ یک منبع ‘نزدیک’ جالب است که می تواند یک کهکشان ‘سکوت’ با انتقال به سرخ بسیار بالا باشد. به نظر می رسد که در اندازه گیری های مادون قرمز بسیار ‘قرمز’ است و موارد دیگری از این نوع توسط HST مشاهده شده است. منبع ۷ می‌تواند نمونه‌ای کارآمد از آنچه «خاموش شدن اولیه کهکشان» نامیده می‌شود باشد.

این زمانی اتفاق می‌افتد که شکل‌گیری ستاره متوقف می‌شود و کهکشان ساکن می‌شود. راه‌های مختلفی وجود دارد که ممکن است اتفاق بیفتد، اما رایج‌ترین آنها نوعی حلقه بازخورد بین سیاه‌چاله مرکزی و نواحی دورافتاده است. به عنوان مثال، این می تواند در نتیجه ادغام کهکشان ها رخ دهد، که در اوایل جهان بسیار رایج بود.

عدسی چرخ و فلک (و سایر انواع آن) روش خاصی برای مطالعه آن دوره از تاریخ کیهانی و رویدادهایی که کهکشان هایی را که امروز می بینیم را شکل داده اند، ارائه می دهد.