دیدار کیهانی آلبرت انیشتین با آلیس در سرزمین عجایب

صد سال پیش در این ماه، آلبرت انیشتین نظریه ی نسبیت عام خود که یکی از مهم ترین دستاوردهای علمی سده ی گذشته بود را منتشر کرد. یک نتیجه ی کلیدی از نظریه ی انیشتین اینست که ماده می تواند فضا-زمان را خم کند، و بنابراین یک جرم سنگین می تواند خمیدگی دیدارپذیری از نور جرم پس‌زمینه (جرمی که پشتش است) پدید آورد. نخستین تایید پیروزمندانه ی این نظریه به هنگام یک خورشیدگرفتگی انجام شد، زمانی که نور یک ستاره ی دوردست با گذشتن از کنار خورشید، به همان اندازه ای که نسبیت عام پیش بینی کرده بود کج شد.

داده های پرتو X تلسکوپ چاندرا (رنگ بنفش) نشان دهنده ی گازهای داغ در میان این کهکشان هاست. این تصویر در اندازه ی بسیار بزرگ تر (۳.۹ مگابایت)

اخترشناسان از آن هنگام تاکنون نمونه های بسیاری از این پدیده که به نام "همگرایی گرانشی" خوانده شده را یافته اند. همگرایی گرانشی که چیزی بیش از یک خطای دید کیهانی است، روشی برای کاوش و بررسی کهکشان ها و خوشه های کهکشانی بی‌اندازه دوری در اختیار دانشمندان می گذارد که بررسی‌شان بدون کمک چنین پدیده ای، حتی با نیرومندترین تلسکوپ ها هم ناممکن است.

تازه ترین یافته ها از یک گروه کهکشانی به نام "گربه ی چشایر" نشان می دهد که پدیده هایی که بر پایه ی نظریه ی ۱۰۰ ساله ی انیشتین استوارند چگونه می توانند به یافته های تازه تری بیانجامند. اخترشناسان به این دلیل نام این گروه کهکشانی را گربه ی چشایر (گربه ی خندان در داستان آلیس در سرزمین عجایب) گذاشته اند که نمایی مانند لبخند آن گربه دارد. برخی از ویژگی هایی که چهره ی این گربه را ساخته اند در حقیقت کهکشان هایی دوردستند که نورشان کش آمده و توسط انبوم جرم این بخش فضا -که بیشترش از جنس ماده ی تاریک است و تنها به کمک نیروی گرانشی که وارد کرده شناسایی می شود- کج شده و به چشم ما رسیده است. گروه گربه ی چشایر در فاصله ی ۴.۶ میلیارد سال نوری زمین، در راستای صورت فلکی خرس بزرگ (دب اکبر) دیده می شود.

بخواهیم دقیق تر بگوییم، جرمی که نور آن کهکشان های دوردست را خم کرده پیرامون سه کهکشانی گرد آمده که اعضای چهره ی گربه را می سازند: دو کهکشان غول پیکری که "چشم" های گربه را ساخته اند و کهکشانی که جای "بینی" آنست. چند کمانی که قرص "چهره" را ساخته اند تصویرهای چهار کهکشان گوناگونند که در فاصله ای بسیار دورتر، درست پشت "چشم های" گربه جای دارند و در اثر همگرایی گرانشی به این شکل دیده می شوند. این عکس از همگذاری داده های دو تلسکوپ بزرگ ناسا به دست آمده:  تلسکوپ فضایی هابل در طیف دیدنی (مریی) و رصدخانه ی پرتو ایکس چاندرا در طیف پرتوهای X. (عکس طیف دیدنی هابل را اینجا دیده بودید: * چهره خندان در ژرفای فضا!)

هر یک از دو کهکشان "چشم"، عضو یک گروه کهکشانی جداگانه هستند و درخشان ترین عضو گروه خود نیز به شمار می روند. این دو گروه کهکشانی دارند با سرعت ۴۸۰ هزار کیلومتر بر ساعت به سوی هم می آیند. داده های تلسکوپ چاندرا (رنگ بنفش) گازهای داغی را نشان می دهد که تا میلیون ها درجه گرم شده اند، نشانه ای از این که دو گروه کهکشانی دارند با یکدیگر برخورد می کنند. داده های پرتو ایکس چاندرا همچنین نشان می دهند که "چشم" چپ گربه ی چشایر دارای یک سیاهچاله ی ابرپرجرم و به شدت فعال و پُرخور در مرکزش است.

گربه ی چشایر در داستان "آلیس در سرزمین عجایب"

به باور اخترشناسان، گروه گربه ی چشایر سرانجام به یک گروه فسیل تبدیل خواهد شد، یعنی گروهی از کهکشان ها که یک کهکشان بیضیگون غول پیکر و چند بیضیگون بسیار کوچک تر و کم نورتر را در بر دارد. گروه های فسیلی می توانند نماینده ی یک گام گذرا (مرحله ی موقت) باشند که تقریبا همه ی گروه های کهکشانی در روند دگرگونی و فرگشت خود از آن می گذرند. از همین رو اخترشناسان مشتاقند تا ویژگی ها و رفتارهای این گروه ها را بهتر بشناسند.

گربه ی چشایر نخستین موردیست که به اخترشناسان شانس بررسی پیش‌ساز یک گروه فسیلی را می دهد. به برآورد آنان، دو "چشم" این گربه تا یک میلیارد سال دیگر به هم خواهند پیوست و یک کهکشان بسیار بزرگ با ده ها کهکشان بسیار کوچک تر در یک تک گروه ترکیبی پدید خواهند آورد. در آن زمان، این کهکشان ها یک گروه فسیلی را خواهند ساخت که شاید نام گروه "سیکلوپ" بیشتر برازنده اش شود [سیکلوپ: غول یک چشم-م].

پژوهشنامه ی تازه ای درباره ی گربه ی چشایر در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده و در نگارش برخط (آنلاین) هم در دسترس است.

واژه نامه:

Alice in Wonderland - Albert Einstein - general relativity - star - deflect - sun - gravitational lensing - Cheshire Cat - dark matter - galaxy - NASA - Hubble Space Telescope - Chandra X-ray Observatory - supermassive black hole - fossil group - elliptical galaxy - progenitor - Cyclops - The Astrophysical Journal

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان