شرح خبر

اخبار علمی و پژوهشی

تصويرهاي ايجاد شده توسط يك هم‌خطي كيهاني كمياب، مي‌تواند كمكي شايان براي اندازه‌گيري آهنگ انبساط جهان باشد.

گاهي اوقات، ستارگان واقعاً هم‌خط مي‌شوند. يك شكل‌بندي كمياب از اجسام كيهاني، اولين تصوير به اصطلاح «لوله شكل نما» (kaleidoscopic)را خلق كرده است كه يك ستاره‌ي در حال ِ انفجار را چندين بار نشان مي‌دهد. ايجاد تصاوير ِ بيشتري از اَبرنواَختر (supernova)، مي‌تواند روش جديدي براي اندازه‌گيري آهنگ رشد جهان ايجاد كند.

در 12 نوامبر سال پيش، پاتريك كلي (Patrick Kelly) ستاره‌شناسي از دانشگاه كاليفرنيا بركلي در جستجوي ابرنواختر در تصاويري بود كه توسط تلسكوپ فضايي هابل دو روز پيش از آن گرفته شده بود. او موردي را يافت، اما هيچ شباهتي به ابرنواخترهايي كه او و يا هر كس ديگر تاكنون ديده بود، نداشت. آن تصوير شبيه به چهار تصوير مجزا بود كه در يك قاب يكسان گرفته شده باشند. او و همكارانش اين تصوير چهار قطبي را در ساينس گزارش كردند .[1]

ابرنواختر زرد رفسدال، 4 بار (با پيكان نشان داه شده است) در تصوير تلسكوپ فضايي هابل ظاهر شده است.

اين تصاوير كه يك چيدمان متقارن را شكل مي‌دهند، به عنوان صليب اينشتين (Einstein cross) شناخته مي‌شوند و هنگامي شكل مي‌گيرند كه يك هم خطي ناياب از اجسام رخ دهد و شروع آن از ابرنواختري با فاصله حدود 2.8 ميليارد پارسك (9 ميليارد سال نوري) از زمين است و به هابل در مدار زمين ختم مي‌شود. در ميان مسير، كهكشاني قرار دارد كه درون خوشه كهكشاني بزرگ‌تر حدود 1.5 ميليارد پارسك (5ميليارد سال نوري) دورتر از زمين قرار گرفته است و هر دوي آن‌ها مانند عدسي بزرگ‌نماي كيهاني عمل مي‌كنند و نور يك ستاره در حال انفجار را خم و جابجا ميكنند. پرتوهاي نور با طي مسيرهاي متفاوت حول عدسي‌ها چهار تصوير متفاوت را تشكيل مي‌دهند.

ثابت كيهاني

اين هم خطي ِ نادر ممكن است روزي به عنوان يك معيار كيهاني جديد به كار رود. تعيين فواصل در ستاره شناسي نياز به مهارت دارد و بر اساس استنتاج روشنايي واقعي يك ابر نواختر از قدر ظاهري آن است، رابطه‌اي كه ممكن است توسط عامل‌هايي همچون دخالت غبار دقت خود را از دست بدهد. اما دست‌يابي فاصله‌ي صحيح، امري مهم است، چون به ستاره‌شناسان اجازه مي‌دهد ميزان سرعت انبساط جهان را بسنجند (اگر جهان سريع‌تر منبسط شود، فاصله تا جسم مورد نظر نيز بيش‌تر مي‌شود).

آهنگ انبساط كه به نام ثابت هابل شناخته مي‌شود، معياري از سن و اندازه جهان مي‌دهد. روش‌هاي متفاوتي براي اندازه‌گيري ثابت هابل استفاده مي‌شود، اما به طرز نگران‌كننده‌اي اين روش‌ها منجر به مقادير اندكي متفاوت مي‌شوند، بنابراين ستاره‌شناسان مايلند هر ابزاري كه ممكن است را براي حل اين سوال استفاده كنند.

آخرين معيار مزايايي دارد، چون پرتوهاي نور ابرنواختر براي طي مسيرهاي متفاوت، زمان‌هاي متفاوتي را سپري مي‌كنند. هر تصويري كه در اين مجموعه در زماني ويژه ظاهر مي‌شود، جزئيات نور ستاره در حال انفجار را فاش مي‌كند. اندازه‌گيري اين تاخيرها مي‌تواند كمكي براي كشف فاصله حقيقي طي شده توسط نور در هر مسير باشد.

يك اندازه‌گيري بهتر

ستاره‌شناسان پيش از اين از مفهوم پايه‌اي مشابه براي اندازه‌گيري ثابت هابل استفاده كرده‌اند، اما به جاي ابر نواختر چندين تصوير همگرا شده از يك نوع جسم درخشانِ سو سو زن به نام كوازار را استفاده كردند [2]. افزايش و كاهش درخشاني يك ابرنواختر نسبت به يك كوازار قابل پيش‌بيني‌تر است كه اين باعث مي‌شود «اندازه‌گيري تاخيرهاي زماني آسان‌تر شود»، اين نظر شري سويو (Sherry Suyu) ستاره‌شناسي از مركز نجوم و اخترفيزيك در تايوان است كه محاسبات را با استفاده از كوازاهاي همگرا شده انجام داده است.

اين ابرنواختر ِ خاص به پاس خدمات سجور رفسدال (Sjur Refsdal) نام‌گذاري شده است; ستاره‌شناس نروژي كه معيار همگرايي را در سال 1964 پيشنهاد كرد [3]. اما در هر صورت، ابرنواختر رفسدال ممكن است چنين بهبودي را باعث نشود. تاخيرهاي زماني ميان تصاوير نه تنها به مسيرهاي متفاوت طي شده بلكه به ميدان‌هاي گرانشي كه نور در هر مسير به آن برخورد مي‌كند نيز بستگي دارد و الگوسازي چين ميدان‌هايي در سامانه‌هاي با دو عدسي كار مشكلي است، چون يكي از عدسي‌ها خوشه كهكشاني بزرگ و ناهنجار است.

اين الگوسازي مي‌تواند بهتر شود، در صورتي‌كه نور مسيري را از ميان مركز چگال خوشه كهكشاني طي كند كه طي يك دهه‌ي ديگر طبق انتظار پژوهش‌گران، تصويري جديد از ابرنواختر تشكيل شود. زمان دقيقي كه تصوير ظاهر مي‌شود، به پژوهش‌گران كمك مي‌كند كه توزيع ماده در خوشه را به دست آورند و از نظر كِلي اين مي‌تواند منجر به اندازه‌گيري ثابت هابل شود.

اما مشخص نيست آيا تلسكوپ فضايي هابل به اندازه كافي روي خوشه در آن دوره زماني متمركز خواهد بود تا زمان ظهور تصوير را بفهمد يا خير. اين گفته‌ي آدام ريس (Adam Riess) ستاره‌شناسي از دانشگاه جان هاپكينز در بالتيمور مريلند است كه يكي از نويسندگان آخرين مقاله بوده است. او مي‌گويد «مشكل است بگوييم با اين روش چقدر خوب مي‌توانيم آهنگ انبساط را اندازه‌گيري كنيم.»

در هر صورت، شانس يافتن ديگر مجموعه تصوير هاي تطبيق‌يافته از ابرنواخترها با راه اندازي رصدخانه تلسكوپ مساحي اجمالي بزرگ ( the Large Synoptic Survey Telescope) و روبش متوالي آسمان جنوب توسط آن، افزايش خواهد يافت [4]. انتظار مي‌رود اين رصدخانه در سال 2022 شروع به كار كند.