تلسكوب هابل التابع لناسا يقوم بالعمل التحضيري حتى يظهر تلسكوب رومان ويحصد الثناء

في لعبة كونية من الغميضة المجرية، التقط تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا مجرة حلزونية قضيبية واسعة بحجم مجرتنا درب التبانة تقريبًا - لكن الحيلة الحقيقية مخبأة في الزاوية اليمنى السفلى. هناك، يتم تكبير مجرة خلفية بعيدة وتشويهها بفعل جاذبية مجرة أقرب، وهي ظاهرة تُعرف باسم عدسة الجاذبية. إنها مثل مرآة ملاهٍ، إلا أن المرآة هي الزمكان والملاهي هي الكون بأكمله.

هذه الصورة تحديدًا هي واحدة من العديد من أرصاد عدسة الجاذبية التي التقطها هابل تحضيرًا للعلوم مع تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي الجديد. فكّر في هابل كالمتدرب المجتهد الذي يقوم بالأعمال الأساسية بينما يستعد رومان للانقضاض بمجال رؤيته الأكبر بكثير. تحدث عدسة الجاذبية عندما تشوّه كتلة جسم أمامي - مثل مجرة - الزمكان، مما يتسبب في انحناء الضوء وتشويهه وتكبيره أثناء مروره حول الجسم، على غرار عدسة عملاقة في الفضاء. وهذا يتطلب محاذاة صدفة دقيقة بين المجرتين الأمامية والخلفية، لأن الكون، كما يبدو، لديه حس التوقيت الدرامي.

في هذه الصورة، تتميز عدسة الجاذبية بمجرة إهليلجية أمامية تبعد حوالي 4.5 مليار سنة ضوئية. وهذا يعني أن الضوء الذي نراه من هذه المجرة الآن كان قد بدأ رحلته نحونا عندما كانت مجموعتنا الشمسية لا تزال تتشكل - أي تقريبًا عندما كانت الأرض لا تزال جحيمًا منصهرًا ولم يكن أحد قد اخترع العجلة بعد. المجرة الخلفية تبعد حوالي ثمانية مليارات سنة ضوئية، أي ما يقرب من ضعف المسافة. تظهر كزوج من الأقواس: قوس كبير وواضح جدًا إلى أعلى اليسار من المجرة الأمامية، والآخر صورة أصغر بكثير ومقلوبة لنفس المجرة الخلفية إلى أسفل اليمين. يُطلق على هذا التكوين اسم زوج القوس-القوس المضاد، والذي يبدو وكأنه حركة جمباز فاخرة ولكنه في الواقع مجرد الجاذبية وهي تتفوق كعادتها.

كلما زادت كتلة المجرة الأمامية، زادت قوة عدسة الجاذبية وزاد انحناء الضوء بشكل ملحوظ. من خلال دراسة تشويه المجرة الخلفية، يمكن للباحثين تحديد مقدار الكتلة التي تحتويها المجرة الأمامية. يلعب هذا دورًا كبيرًا في دراسة المادة المظلمة، المادة الغامضة غير المرئية التي تشكل غالبية الكتلة في الكون. المادة المرئية ليست كافية لتفسير مستوى التشويه في المجرة الخلفية، مما يسمح للباحثين بحساب كل من كتلة المجرة الأمامية ومقدار المادة المظلمة التي تحتويها. بعبارة أخرى، الكون في معظمه مصنوع من شيء لا يمكننا رؤيته، ونحن نستخدم عدسة مكبرة كونية عملاقة لمعرفة كم منها يتربص في أي مجرة معينة. العلم!

جميع الأجسام في هذه الصورة تقريبًا هي مجرات، باستثناء بعض النجوم الأمامية المتناثرة. المجرة الحلزونية القضيبية في هذه الصورة - سُميت بذلك لأن أذرعها تمتد من قضيب من النجوم في مركزها - يبلغ حجمها تقريبًا حجم مجرتنا درب التبانة، والتي يعتقد علماء الفلك أنها أيضًا حلزونية قضيبية. الحلزونية الصغيرة على يسار الحلزونية الكبيرة قد تكون مجرة تابعة، على غرار سحابتي ماجلان الكبرى والصغرى التي تدور حول درب التبانة. إنها مثل حاشية المجرة.

يرصد هابل الكون بشكل أساسي في الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية مع بعض التغطية بالأشعة تحت الحمراء، بينما يرى رومان بشكل رئيسي الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء وبعض الضوء المرئي. يمكن لهابل تقديم صور عالية الدقة لأجسام فردية، بينما يتمتع رومان بمجال رؤية أكبر بكثير يسمح بالمناظر البانورامية. لذا هابل هو مصور البورتريه، ورومان هو فنان المناظر الطبيعية. معًا، سيبنيان صورة أكثر شمولاً للكون.

هذه مجرد واحدة من العديد من صور عدسة الجاذبية التي التقطها هابل. سيستخدمها علماء الفلك لتحليل التشوهات الجاذبية لمعرفة المزيد عن المادة المظلمة في المجرات الأمامية ولوضع الأساس لأرصاد رومان المستقبلية. يمكن لهابل رؤية عدسات الجاذبية هذه واحدة تلو الأخرى، بينما رؤية رومان الواسعة للسماء