۱۳۸۳/۰۵/۳۱

کشف یک عدسی کیهانی

بمانند عکاسی که پشت سر هم تصاویری تصادفی را از یک جمعیت تهیه می‌کند، تلسکوپ فضایی هابل نیز تصاویرخود را به شکل گلچین شده و اتفاقی از کهکشان‌های مختلف تهیه می‌کند. در تهیه این تصاویر دوربین پیشرفته نقشه برداری هابل هیچ جرم خاصی را به طور خاص مورد هدف قرار نمی‌دهد، بلکه فقط یک قسمت معمول از آسمان را نشانه می‌گیرد.

در این عکس که در سپتامبر ۲۰۰۳ تهیه شده است،  دوربین فروسرخ هابل در حال تصویربرداری از هدفی در کنار یک منطقه غنی از کهکشان‌ها بود. در این تصویر، یک کهکشان‌ مارپیچی زرد رنگ که بازوهای آن بعلت برخورد با کهکشان‌های دیگر کشیده شده (پایین سمت راست) و همچنین یک کهکشان جوان آبی رنگ (بالا) که بوسیله ستاره‌های جوان خود گداخته شده است، و نیز چندین کهکشان کوچک قرمز رنگ به چشم می خورند. ولی خارق‌العاده ترین نکته این تصویر، کمان آبی  رنگ زیبایی است که بمانند یک خطای عکاسی، در وسط تصویر خودنمایی می‌کند. این کمان آبی رنگ، در واقع کهکشانی دور دست می‌باشد که توسط اثر "عدسی گرانشی" به این شکل عجیب و غریب تبدیل شده است. این اثر جذاب، که برای اولین بار توسط انیشتین مطرح گردید، وقتی اتفاق می‌افتد که نوری از طرف جسمی دور بوسیله یک جرم حائل خم و کشیده شود. در این عکس عدسی گرانشی یا همان جسم حائل، کهکشان بیضوی قرمزی است که در حدود ۶ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد. رنگ قرمز آن به این معناست که این کهکشان از ستاره‌های سرد و پر سن و سال تشکیل شده است. جرم دورتر که تصویر آن تبدیل به کمانی آبی رنگ شده است، در حدود ۱۰ مییلیارد سال نوری از ما فاصله دارد. نور این کهکشان باستانی، مربوط به چند میلیارد سال اول بعد از انفجار بزرگ است، یعنی زمانی که کیهان سنی در حدود یک چهارم مقدار کنونی خود را داشت. رنگ آبی آن نشان دهنده جوان بودن اجتماع ستاره‌های درون این کهکشان است.

علت دیده شدن عدسی‌های گرانشی، غنی بودن کیهان از اجتماعات کهکشانی است. نوری که از کهکشان‌های دوردست در فضا حرکت می‌کند، نمی‌تواند بدون اینکه در مسیر خود با کهکشان دیگری برخورد کند، راه خود را ادامه دهد. این درست شبیه به حالتی است که در هنگام قدم زدن در چهارراه زند شیراز برای شما روی می‌دهد! در فضا نیز نور کهکشان‌های دوردست در مسیر حرکت خود حداقل از میان یک کهکشان دیگر عبور می‌کند. ولی اگر این کهکشان حائل به اندازه کافی پرجرم نباشد، نمی‌تواند این نور را خم و منحرف کند. کمان‌های بلند بمانند کمانی که در این تصویر دیده می‌شود، عمومن در خوشه‌های بزرگ کهکشانی دیده می‌شوند و علت آن نیز تمرکز عظیم جرم در این خوشه‌هاست.

تاکنون این کمان‌های بلند در کنار کهکشان‌های تک دیده نشده بودند، به همین دلیل چیزی که در تصویر جدید هابل دیده می‌شود، منحصر به فرد است. برای روی دادن اثر عدسی گرانشی در این حالت خاص، کهکشان‌ها باید کاملن با هم همسو باشند. اثر عدسی‌های گرانشی اطلاعات ارزشمندی را درمورد کهکشان‌ها به همراه دارند. این کمان‌های بی همتا راهی بی‌نهایت سودمند را برای تعیین مستقیم جرم کهکشان‌ها و همچنین اندازه‌گیری مقدار ماده تاریک آن‌ها در اختیار ما می‌گذارد. کهکشان‌ها فقط از ستارگان، گازها و گرد و غبار تشکیل نشده است، بلکه شکل نامرئی ماده که ماده تاریک نامیده می‌شود بیشتر جرم کهکشان‌ها را تشکیل می‌دهد.