حقوق الصورة: ESO
مجموعات المجرات هي كتل بناء كبيرة جدًا للكون. تحتوي هذه الهياكل الضخمة على مئات إلى آلاف المجرات ، وهي أقل وضوحًا ولكنها مثيرة للاهتمام بنفس القدر ، كمية إضافية من "المادة المظلمة" التي لا يزال أصلها يتحدى الفلكيين ، مع كتلة إجمالية تبلغ آلاف الملايين مليون مرة كتلة شمسنا. على سبيل المثال ، تحتوي مجموعة كوما القريبة نسبيًا على آلاف المجرات وتقيس أكثر من 20 مليون سنة ضوئية. مثال آخر معروف هو مجموعة العذراء على مسافة حوالي 50 مليون سنة ضوئية ، ولا تزال تمتد على زاوية أكثر من 10 درجات في السماء!
تتشكل عناقيد المجرات في أكثر مناطق الكون كثافة. على هذا النحو ، فإنهم يتتبعون تمامًا العمود الفقري للهياكل واسعة النطاق في الكون ، بنفس الطريقة التي تتبع بها المنارات خطًا ساحليًا. ولذلك تخبرنا دراسات عن مجموعات المجرات عن بنية الفضاء الهائل الذي نعيش فيه.
مسح ريفلكس
بعد هذه الفكرة ، قام فريق أوروبي من علماء الفلك ، بقيادة هانز بيرينجر (MPE ، Garching ، ألمانيا) ، لويجي غوزو (INAF ، ميلانو ، إيطاليا) ، كريس أ. كولينز (JMU ، ليفربول) ، وبيتر شويكر ( شرعت MPE ، Garching) في دراسة استمرت لعقد من الزمان لهذه الهياكل الضخمة ، في محاولة لتحديد موقع أكبر مجموعات المجرات الضخمة.
نظرًا لأن حوالي خمس الكتلة غير المرئية ضوئيًا للكتلة تكون في شكل غاز ساخن جدًا منتشر بدرجة حرارة تصل إلى عدة عشرات الملايين من الدرجات ، تنتج مجموعات المجرات انبعاثًا قويًا للأشعة السينية. لذلك من الأفضل اكتشافها عن طريق سواتل الأشعة السينية.
لهذه الدراسة الأساسية ، بدأ الفلكيون باختيار الأجسام المرشحة باستخدام بيانات من أطلس سكاي بالأشعة السينية التي جمعتها بعثة المسح الساتلي الألمانية ROSAT. كانت هذه البداية فقط - ثم اتبعت الكثير من العمل الشاق: جعل التحديد النهائي لهذه الأشياء في ضوء مرئي وقياس المسافة (أي الانزياح الأحمر) لمرشحي المجموعة.
تم تحديد الانزياح الأحمر من خلال عمليات المراقبة باستخدام العديد من التلسكوبات في مرصد ESO La Silla في تشيلي ، من عام 1992 إلى 1999. وقد لوحظت الأجسام الأكثر إشراقًا مع ESO 1.5-m و ESO / MPG 2.2-m telescope ، بينما بالنسبة للأجسام البعيدة والباهتة ، تم استخدام تلسكوب ESO 3.6 م.
يتم تنفيذ هذا البرنامج الذي يستغرق 12 عامًا عند الفلكيين ، وهو معروف للفلكيين باسم المسح العنقودي REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray). تم الآن الانتهاء من نشر كتالوج فريد بخصائص 447 ألمع من مجموعات الأشعة السينية للمجرات في السماء الجنوبية. من بين هذه ، تم اكتشاف أكثر من نصف العناقيد خلال هذا المسح.
تقييد محتوى المادة المظلمة
مجموعات المجرة بعيدة عن أن تكون موزعة بالتساوي في الكون. وبدلاً من ذلك ، فإنها تميل إلى التكتل في هياكل أكبر ، "مجموعات فائقة". وهكذا ، من النجوم التي تتجمع في المجرات ، والمجرات التي تتجمع في عناقيد وعناقيد مرتبطة ببعضها في عناقيد فائقة ، يُظهر الكون هيكلاً على جميع المقاييس ، من الأصغر إلى الأكبر. هذه صورة من حقبة (تشكيل) الكون المبكرة جداً ، ما يسمى بفترة "التضخم". في ذلك الوقت ، فقط جزء صغير من ثانية واحدة بعد الانفجار الكبير ، تم تضخيم تقلبات الكثافة الصغيرة وعلى مدى الدهور ، أنجبت الهياكل الأكبر بكثير.
نظرًا للعلاقة بين التقلبات الأولى والهياكل العملاقة التي تمت ملاحظتها الآن ، يسمح كتالوج REFLEX الفريد - وهو الأكبر من نوعه - لعلماء الفلك بوضع قيود كبيرة على محتوى الكون ، وبشكل خاص على كمية المادة المظلمة التي يعتقد أنه يتغلغل في ذلك. من المثير للاهتمام أن هذه القيود مستقلة تمامًا عن جميع الطرق الأخرى المستخدمة حتى الآن لتأكيد وجود مادة مظلمة ، مثل دراسة المستعرات الأعظمية البعيدة جدًا (انظر على سبيل المثال ESO PR 21/98) أو تحليل الخلفية الميكروية الكونية (على سبيل المثال القمر الصناعي WMAP). في الواقع ، دراسة REFLEX الجديدة مكملة للغاية للطرق المذكورة أعلاه.
يستنتج فريق REFLEX أن متوسط كثافة الكون يتراوح بين 0.27 إلى 0.43 ضعف "الكثافة الحرجة" ، مما يوفر أقوى قيود على هذه القيمة حتى الآن. عند دمجها مع أحدث دراسة للمستعرات الأعظمية ، فإن نتيجة REFLEX تعني أنه مهما كانت طبيعة الطاقة المظلمة ، فإنها تحاكي عن قرب كونًا به ثابت آينشتاين الكوني.
لغز عملاق
سوف يخدم كتالوج REFLEX أيضًا العديد من الأغراض المفيدة الأخرى. مع ذلك ، سيتمكن الفلكيون من فهم العمليات التفصيلية التي تساهم في تسخين الغاز في هذه المجموعات بشكل أفضل. سيكون من الممكن أيضًا دراسة تأثير بيئة الكتلة على كل مجرة فردية. علاوة على ذلك ، يعد الكتالوج نقطة انطلاق جيدة للبحث عن عدسات الجاذبية العملاقة ، التي تعمل فيها المجموعة كعدسة مكبرة عملاقة ، مما يسمح بشكل فعال بمراقبة الأجسام الباهتة والأبعد التي قد تفلت من الكشف باستخدام التلسكوبات الحالية.
ولكن ، كما يقول Hans B؟ hringer: "لعل أهم ميزة في هذا الكتالوج هي أنه يمكن مقارنة خصائص كل عنقود فردي بالعينة بأكملها. هذا هو الهدف الرئيسي من الاستطلاعات: تجميع قطع اللغز الضخم لبناء رؤية أكبر ، حيث تكتسب كل قطعة معنى جديدًا أكثر شمولاً. "
المصدر الأصلي: ESO News Release
