صورة بصرية لنظام Abell 3391/95 تم التقاطها بكاميرا DECam. متراكبة هي صورة eROSITA (أغمق = كثافة غاز أعلى) وخطوط الراديو (أصفر) لتلسكوب ASKAP. الائتمان: Reiprich et al. ، علم الفلك والفيزياء الفلكية
أكثر من نصف المادة في كوننا ظلت حتى الآن مخفية عنا. ومع ذلك ، كان لدى علماء الفيزياء الفلكية حدس حيث يمكن أن يكون: في ما يسمى بالخيوط ، هياكل كبيرة تشبه الخيوط من الغاز الساخن والتي تحيط بالمجرات وتربطها عناقيد المجرات. لاحظ فريق بقيادة جامعة بون الآن ولأول مرة خيط غاز يبلغ طوله 50 مليون سنة ضوئية. يشبه هيكلها بشكل لافت للنظر تنبؤات المحاكاة الحاسوبية. لذلك تؤكد الملاحظة أيضًا أفكارنا حول أصل وتطور كوننا. يتم نشر النتائج في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
نحن مدينون بوجودنا لانحراف بسيط. منذ حوالي 13.8 مليار سنة بالضبط ، كان الانفجار العظيم حدث. إنها بداية المكان والزمان ، ولكنها أيضًا بداية كل المادة التي يتكون منها كوننا اليوم. على الرغم من أنها كانت مركزة في البداية عند نقطة واحدة ، إلا أنها توسعت بسرعة فائقة – سحابة غازية عملاقة تتوزع فيها المادة بشكل موحد تقريبًا.
تقريبًا ، ولكن ليس تمامًا: في بعض الأجزاء ، كانت السحابة أكثر كثافة من أجزاء أخرى. ولهذا السبب وحده توجد الكواكب والنجوم والمجرات اليوم. هذا لأن المناطق الأكثر كثافة بذلت قوى جاذبية أعلى قليلاً ، مما أدى إلى سحب الغاز من محيطها نحوها. لذلك تتركز المزيد والمزيد من المواد في هذه المناطق بمرور الوقت. ومع ذلك ، فإن المسافة بينهما أصبحت فارغة وأكثر إفراغًا. على مدار 13 مليار سنة جيدة ، تطور نوع من البنية الإسفنجية: “ثقوب” كبيرة بدون أي مادة ، مع وجود مناطق بينها حيث تتجمع آلاف المجرات في مساحة صغيرة ، ما يسمى بالعناقيد المجرية.
صورة ثابتة من محاكاة تُظهر توزيع الغاز الساخن (على اليسار) ، مقارنة مع صورة الأشعة السينية eROSITA لنظام Abell 3391/95 (على اليمين). الائتمان: Reiprich et al. ، علم الفلك والفيزياء الفلكية
شبكة دقيقة من خيوط الغاز
إذا حدث ذلك بالفعل بهذه الطريقة ، يجب أن تظل المجرات والعناقيد متصلة ببعضها البعض بواسطة بقايا هذا الغاز ، مثل الخيوط الرفيعة لشبكة العنكبوت. “وفقًا للحسابات ، يوجد أكثر من نصف جميع المواد الباريونية في كوننا في هذه الخيوط – وهذا هو شكل المادة التي تتكون منها النجوم والكواكب ، كما نحن أنفسنا” ، يوضح البروفيسور الدكتور توماس ريبريتش من معهد أرجيلاندر لعلم الفلك بجامعة بون. ومع ذلك ، فقد أفلت حتى الآن من أنظارنا: نظرًا للتوسع الهائل للخيوط ، فإن المادة الموجودة فيها مخففة للغاية: تحتوي على عشرة جزيئات فقط لكل متر مكعب ، وهو أقل بكثير من أفضل فراغ يمكننا إنشاؤه على الأرض.
ومع ذلك ، باستخدام أداة قياس جديدة ، وهي تلسكوب eROSITA الفضائي ، تمكن Reiprich وزملاؤه الآن من جعل الغاز مرئيًا بالكامل لأول مرة. يوضح ريبريتش: “تمتلك eROSITA كاشفات حساسة جدًا لنوع إشعاع الأشعة السينية الذي ينبعث من الغاز في خيوط”. “لديها أيضًا مجال رؤية كبير – مثل العدسة ذات الزاوية الواسعة ، فهي تلتقط جزءًا كبيرًا نسبيًا من السماء في قياس واحد وبدقة عالية جدًا.” يسمح هذا بالتقاط صور مفصلة لأجسام ضخمة مثل الخيوط في وقت قصير نسبيًا.
في هذا العرض لصورة eROSITA (على اليمين ؛ اليسار مرة أخرى محاكاة للمقارنة) تظهر أيضًا المناطق الباهتة جدًا للغاز الرقيق. الائتمان: اليسار: Reiprich et al.، Space Science Reviews، 177، 195؛ إلى اليمين: Reiprich et al.، علم الفلك والفيزياء الفلكية
تأكيد النموذج القياسي
قام الباحثون في دراستهم بفحص جرم سماوي يسمى Abell 3391/95. هذا نظام مكون من ثلاث مجموعات مجرية ، تبعد عنا بحوالي 700 مليون سنة ضوئية. لا تُظهر صور eROSITA المجموعات والمجرات الفردية العديدة فحسب ، بل تُظهر أيضًا خيوط الغاز التي تربط هذه الهياكل. يبلغ طول الشعيرة بأكملها 50 مليون سنة ضوئية. لكنها قد تكون أكثر ضخامة: يفترض العلماء أن الصور تظهر قسمًا فقط.
يوضح ريبريتش: “لقد قارنا ملاحظاتنا بنتائج المحاكاة التي تعيد بناء تطور الكون”. تتشابه صور eROSITA بشكل مذهل مع الرسومات التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. هذا يشير إلى أن النموذج القياسي المقبول على نطاق واسع لتطور الكون صحيح. ” الأهم من ذلك ، أن البيانات تظهر أن المادة المفقودة ربما تكون مخبأة بالفعل في الخيوط.
Reiprich هو أيضًا عضو في منطقة الأبحاث متعددة التخصصات (TRA) “لبنات بناء المادة والتفاعلات الأساسية” في جامعة بون. في ستة هيئات تنظيمية مختلفة ، يجتمع العلماء من الكليات والتخصصات الأكثر تنوعًا للعمل بشكل تعاوني على موضوعات بحثية ذات صلة بالمستقبل في جامعة التميز.
المرجع: “نظام مجموعة المجرات Abell 3391/95. خيوط انبعاث متوسطة بين المجرات 15 Mpc ، وجسر غاز دافئ ، وتكتلات من المادة المتساقطة ، و (إعادة) معجلة بلازما تم اكتشافه من خلال دمج بيانات SRG / eROSITA مع بيانات ASKAP / EMU و DECam “بواسطة TH Reiprich و A. Veronica و F. Pacaud و ME Ramos-Ceja و N. Ota و J. Sanders و M. Kara و T. Erben وآخرون .، وافقت، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202039590
المؤسسات والتمويل المشاركة:
شارك في الدراسة ما يقرب من 50 عالماً من مؤسسات في ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية وسويسرا وتشيلي وأستراليا وإسبانيا وجنوب إفريقيا واليابان.
تم تطوير eROSITA بتمويل من جمعية ماكس بلانك ومركز الفضاء الألماني (DLR). تم إطلاق التلسكوب إلى الفضاء العام الماضي على متن قمر صناعي روسي ألماني تم إنشاؤه بدعم من وكالة الفضاء الروسية روسكوزموس. استخدم هذا العمل أيضًا كاميرا Dark Energy (DECam) على تلسكوب Víctor M. Blanco الذي يبلغ ارتفاعه 4 أمتار في مرصد Cerro Tololo Inter-American ، وبرنامج NOIRLab التابع لمؤسسة NSF ، وتلسكوب صفيف باثفايندر الأسترالي (ASKAP) الذي تم بناؤه وتشغيله بواسطة CSIRO (منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية). تم تمويل الدراسة الحالية من قبل العديد من منظمات تمويل البحوث في البلدان المشاركة.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”