مصدر الضوء في الفضاء الذي يُعتقد في الأصل أنه مجرة تحني الضوء من قلب مجرة نشط بعيد، هو في الواقع عدسة جاذبية نادرة للغاية والأولى من نوعها، وفقًا لفريق من الباحثين الذين درسوا النظام.
يُطلق على النظام اسم J1721 + 8842، وتم اكتشافه لأول مرة في عام 2017. في ذلك الوقت، كان يُعتقد أن النظام عبارة عن مجرة تحني ضوء نجم زائف بعيد، وهي نواة مجرة نشطة. ولكن بعد عامين من المراقبة باستخدام التلسكوب البصري الشمالي – بالإضافة إلى بيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي – يفترض الفريق الأخير أن الجسم هو في الواقع عدسة مركبة، مكونة من مجرتين متوازيتين. علاوة على ذلك، يفترض الفريق أن الضوء ينتقل عبر العدسة بنمط متعرج. يتم استضافة بحث الفريق حاليًا على خادم ما قبل الطباعة arXiv، ويشير إلى أن البنية النادرة يمكن أن تساعد في الإجابة على بعض الأسئلة الأساسية حول الكون.
“في هذه الرسالة، نقدم أدلة من منحنيات الضوء التي تم الحصول عليها في التلسكوب البصري الشمالي (NOT)، وقياسات الانزياح الأحمر الجديدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بالقرب من مطياف الأشعة تحت الحمراء (NIRSpec)، ونماذج العدسات المحدثة، والتي تؤكد بشكل لا لبس فيه كتب الفريق: “سيناريو حيث يتم عدسة مصدر واحد في J1721 + 8842”.
عدسات الجاذبية هي أجسام ذات مجالات جاذبية كبيرة بما يكفي لثني الضوء المنبعث من مصادر أخرى في الكون. وقد اقترح أينشتاين نظرية عدسة الجاذبية في وقت مبكر من عام 1912.
تعد عدسات الجاذبية مفيدة لعلماء الفلك لأنها تعمل على تضخيم الضوء البعيد الذي قد يكون خافتًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته. بمعنى آخر، عدسات الجاذبية هي بوابات إلى أجزاء بعيدة جدًا وقديمة من الكون؛ وفي عام 2022، استخدم علماء الفلك عدسة الجاذبية لاكتشاف إيريندل، أقدم نجم معروف.
في بعض الأحيان، تشكل عدسات الجاذبية حلقات من الضوء في السماء، تسمى حلقات أينشتاين. في العام الماضي، افترض أحد الفرق أن بعض حلقات أينشتاين عززت قضية المحاور في سباق الفيزيائيين لتحديد الظواهر المسؤولة عن المادة المظلمة، وهي 27٪ من الكون الذي نعرف أنه موجود ولكن لا يمكننا مراقبته بشكل مباشر.
في وقت سابق من هذا العام، حدد فريق من مختبر لورانس بيركلي الوطني عدسة جاذبية رائعة مكونة من مجموعة من المجرات قالوا إنها تعادل “ثماني إبر مصطفة بدقة” في كومة قش. داخل تلك العدسة كان هناك صليب آينشتاين، الذي يشير إلى التوزيع المتماثل للكتلة (بما في ذلك المادة المظلمة) عبر العدسة.
على عكس عدسات الجاذبية السابقة، يشير هيكل J1721+8842 إلى أن الضوء الموجود في العدسة متعرج عبر المجرتين؛ ومن هنا جاءت أول “عدسة آينشتاين المتعرجة”.
وأضاف الباحثون: “سيتم نشر نماذج العدسات الكاملة وقياسات التأخير الزمني وقيود علم الكون المستمدة من هذا النظام في أوراق متابعة كجزء من تعاون TDCOSMO”. وهذا يعني أن نظام العدسة المزدوجة يمكن أن يساعد علماء الفيزياء الفلكية على فهم ثابت هابل، وهو الرقم الذي يصف معدل توسع الكون. ويختلف الثابت اعتمادًا على كيفية حسابه، وهي مشكلة تُعرف باسم توتر هابل.
إن القدرة على فحص العدسة المركبة لقياس جديد لثابت هابل سيساعد علماء الفلك على فهم ما إذا كان الشكل يتطابق مع النموذج الكوني أم لا. وأشار الفريق إلى أن العدسة “يمكنها أيضًا تقييد نسبة المسافات بين الراصد والعدسة والمصدرين، مما يسمح بقياس دقيق لتاريخ توسع الكون”.
تعد التلسكوبات الحديثة إحدى أعجوبة الحداثة، ويمكن أن تساعد في الإجابة على بعض الأسئلة الأكثر أهمية للإنسان في الوجود – من أين أتى كل شيء، وإلى أين نحن ذاهبون، كبداية. لكن عدسات الجاذبية تجعل عمل التلسكوبات أسهل، من خلال السماح لقوانين الجاذبية بتضخيم بعض المناطق البعيدة في عالمنا. إلى جانب الأفكار التي يمكن أن تقدمها، تستحق العدسات التقدير في حد ذاتها. J1721+8842 هو شكل متعرج لأينشتاين في الفضاء – أعني، هذا فقط يبدو بارد كما الجحيم.