حقوق الصورة: هابل
يبدو أن الأدلة الحديثة تشير إلى أن توسع الكون يتسارع في الواقع - هناك نوع من "الطاقة المظلمة" يدفعه بعيداً. قرر الفلكيون الذين يستخدمون البيانات التي جمعها مرصد تشاندرا للأشعة السينية أن هناك مادة غير كافية (كل من المواد العادية والمظلمة) في مجموعات المجرات المختلفة لتوضيح شكلها وموقعها ، لذلك يجب أن يكون لشيء آخر تأثير.
يبدو أن الكون يتخلله قوة غير مرئية؟ الطاقة المظلمة ؟ وهذا يدفعها إلى التباعد بشكل أسرع وأسرع. من خلال إجراء مسوحات الانزياح الأحمر لمجموعات المجرات ، يأمل الفلكيون في معرفة المزيد عن هذه القوة الغامضة ، وبنية وهندسة الكون.
قال جوزيف موهر ، أستاذ علم الفلك في جامعة إلينوي: "تتكون مجموعات المجرات من آلاف المجرات المرتبطة جاذبيًا بهياكل ضخمة". "بسبب توسع الكون ، تبدو العناقيد أكثر كثافة عند حدوث انزياحات حمراء أكبر ، عندما كان الكون أصغر سنًا وأكثر كثافة".
قال موهر ، الذي سيقدم نتائج دراسة جارية لمجموعات المجرات في اجتماع للمجموعة ، إن استطلاعات عنقودية المجرة التي تستكشف الكون ذي الانزياح الأحمر يمكن أن توفر ثروة من المعلومات حول كمية وطبيعة كل من المادة المظلمة والطاقة المظلمة. الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، التي ستعقد في ألبوكيركي ، نيو مكسيكو ، 20-23 أبريل.
قال موهر: "حتى الآن ، لم يتم استخدام عناقيد المجرات إلا لدراسة مادة المادة المظلمة في الكون". "كنا نقيس الكتلة الكلية في عنقود مجرة ، ثم نحدد جزء الكتلة الذي كان مادة باريونية عادية."
وقد أظهرت تلك القياسات عدم وجود مادة باريونية ومظلمة كافية لحساب هندسة الكون. يعتقد علماء الفلك الآن أن الكون يتوسع بسرعة متزايدة ، وتهيمن عليه طاقة مظلمة غامضة يجب أن تقوم بالدفع.
قال موهر: "إن الخطوة التالية هي محاولة معرفة بعض تفاصيل الطاقة المظلمة ، مثل معادلتها للدولة". "من خلال رسم خرائط التوزيع الأحمر لكتل المجرات ، يجب أن نكون قادرين على قياس معادلة حالة الطاقة المظلمة ، والتي من شأنها أن توفر بعض القرائن المهمة لما هي وكيف أصبحت."
يستخدم Mohr البيانات التي تم جمعها من قبل مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا لدراسة علاقات التحجيم؟ مثل العلاقة بين الكتلة واللمعان أو الحجم؟ من مجموعات المجرات وكيف تتغير مع الانزياح الأحمر. وقال موهر "من المتوقع أن تتطور علاقات التحجيم هذه مع الانزياح الأحمر ، مما يعكس الكثافة المتزايدة للكون في أوقات سابقة".
على وجه الخصوص ، موهر؟ بالتعاون مع جون كارلستروم في جامعة شيكاغو والعلماء في جامعة كاليفورنيا ومركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية؟ يدرس تأثير الإلكترونات الساخنة داخل عناقيد المجرات على الخلفية الميكروية الكونية ، الشفق التالي للانفجار الكبير.
مجموعات المجرة مليئة بالمادة المظلمة والمجرات والغاز الساخن. تنتشر الإلكترونات في الغازات خارج البروتونات وتنتج أشعة سينية. ينخفض انبعاث الأشعة السينية مع انزياح أحمر أعلى ، بسبب المسافات الأكبر المعنية.
قال موهر: "هناك أيضًا اتجاه للإلكترونات لإعطاء بعض طاقتها لفوتونات الخلفية الكونية الميكروية ، مما يتسبب في تغير طيف الجسم الأسود قليلاً". "التشويه الناتج؟ يسمى تأثير Sunyaev-Zeldovich؟ يظهر كنقطة باردة على خلفية الميكروويف الكونية بترددات معينة. لأن هذا تشويه في الطيف ، ومع ذلك ، فإنه لا يخفت مع مسافة مثل الأشعة السينية ".
بمقارنة انبعاث الأشعة السينية وتأثير Sunyaev-Zeldovich ، يمكن لـ Mohr دراسة مجموعات المجرات الباهتة عالية الانزياح التي لا يمكن الوصول إليها حاليًا بوسائل أخرى. يجب أن تحدد هذه القياسات ، التي تربط توزيع الانزياح الأحمر للمجرة ، والبنية والتوزيع المكاني ، معادلة حالة الطاقة المظلمة ، وبالتالي ، تساعد في تحديد جوهر الطاقة المظلمة.
قال موهر: "في سياق سيناريو تشكيل البنية المعيارية لدينا ، تقدم مسوحات المجرات قياسات لهندسة الكون وطبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة". ولكن لتفسير هذه الاستطلاعات بشكل صحيح ، يجب علينا أولاً أن نفهم كيف تتغير بنية عناقيد المجرات بينما ننظر للخلف في الوقت المناسب.
المصدر الأصلي: نشرة UIUC الإخبارية
