شکار یک میلیارد جرم؛ تلسکوپ اقلیدس پیش‌نمایشی از بزرگ‌ترین نقشه سه‌بعدی کیهان ارائه داد

اخترشناسان به لطف تلسکوپ فضایی اقلیدس، متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) که به‌تازگی نخستین مجموعه بزرگ از داده‌های رصدی خود را منتشر کرده است، گام بزرگی به سوی نقشه‌برداری هرچه دقیق‌تر از کیهان برداشتند.

اقلیدس از زمان پرتاب در ژوئیه ۲۰۲۳، با استفاده از دوربین نور مرئی خود که وضوحی در حدود ۶۰۰ مگاپیکسل دارد، از اجرام کیهانی در فواصل نزدیک و دور تصویربرداری کرده است. اقلیدس تاکنون درمجموع موفق شده نزدیک به یک میلیارد جرم آسمانی را ثبت کند که بیش از ۹۰۰ میلیون مورد از آن‌ها کهکشان و ۶۰ میلیون مورد نیز اختروش احتمالی هستند. اختروش‌ها هسته‌های بسیار درخشان کهکشان‌ها محسوب می‌شوند که در آن‌ها گاز فوق‌داغ به درون سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم کشیده می‌شود.

کارول ماندل، مدیر واحد علمی آژانس فضایی اروپا، در بیانیه‌ای گفت مجموعه تصاویر قبلی اقلیدس، بخش بسیار محدودتری از آسمان را پوشش می‌دادند؛ اما حجم عظیم داده‌های گردآوری‌شده در رصدهای جدید (بیش از ۱٫۷ میلیون گیگابایت)، باعث شده که مجموعه‌ی تازه منتشرشده به «بزرگ‌ترین پیمایش فضایی از نوع خود تبدیل شود و بنیانی برای اکتشافات آینده در عرصه‌ای نو از اخترشناسی فراهم آورد.»

اقلیدس در رصدهای خود از پدیده‌ای کیهانی به نام همگرایی گرانشی نیز بهره می‌برد. هنگامی که نور گسیل‌شده از کهکشان‌ها و دیگر اجرام آسمانی در فضا حرکت می‌کند، با میدان گرانشی اجرام بزرگ دیگر برهم‌کنش دارد. گرانش این اجرام، مسیر نور را خم و آن را بزرگ‌نمایی می‌کند؛ درنتیجه، نور درخشان‌تر می‌شود و تلسکوپ‌هایی مانند اقلیدس راحت‌تر می‌توانند آن را شناسایی کنند.

همگرایی گرانشی حتی به اخترشناسان امکان می‌دهد جرم منبع نور را نیز محاسبه کنند. البته برای وقوع آن، اجرام باید در موقعیت فضایی مناسبی نسبت به یکدیگر قرار بگیرند؛ به همین دلیل، همگرایی گرانشی پدیده‌ای بسیار نادر محسوب می‌شود.

گودی که در برنامه اقلیدس مشارکت ندارد، می‌گوید: «همگرایی‌های گرانشی یکی از ابزارهای طبیعت برای اندازه‌گیری جرم ماده تاریک هستند. ما با بررسی اعوجاج نور اختروش‌ها و کهکشان‌های پس‌زمینه براثر ساختارهای پیش‌زمینه، می‌توانیم به این هدف برسیم. اما انجام این کار از سطح زمین ممکن نیست. برای این منظور به تصویربرداری با وضوح بالا نیاز داریم.»

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن نیز که برای بررسی اجرام دوردست کیهانی از پدیده همگرایی گرانشی بهره خواهد گرفت، رویکردی متفاوت از اقلیدس دارد. این تلسکوپ از ابزارهایی استفاده می‌کند که برای مشاهده و بررسی نور فروسرخ طراحی شده‌اند؛ درحالی‌که اقلیدس برای رصد نور مرئی ساخته شده است. به‌گفته گودی، این دو رویکرد «بسیار مکمل یکدیگرند» و به‌ویژه برای جست‌وجوی پدیده‌های اسرارآمیزی مانند انرژی تاریک و ماده تاریک اهمیت دارند.

گودی توضیح می‌دهد: «اقلیدس تلاش می‌کند تا حد امکان بخش وسیع‌تری از آسمان را پوشش دهد؛ درحالی‌که رومن بر نور فروسرخ تمرکز دارد و از بخش یکسانی از آسمان، با زوایای چرخش و فیلترهای متفاوت، بارها تصویربرداری می‌کند. به‌نظرم رویکرد مشترک این دو مأموریت بسیار قدرتمند است؛ زیرا می‌توان آمار گسترده‌ای را که اقلیدس به دست می‌آورد، با بررسی‌های دقیق و کنترل‌شده رومن اعتبارسنجی کرد.»

مجموعه داده‌های جدید اقلیدس همچنین شامل اطلاعات گسترده‌ای درباره خوشه‌های کهکشانی است. بررسی چگونگی تجمع کهکشان‌ها در کنار یکدیگر می‌تواند سرنخ‌هایی درباره نحوه شکل‌گیری و سازمان‌یافتن نخستین ساختارهای ماده در مدت کوتاهی پس از بیگ‌بنگ در اختیار اخترشناسان قرار دهد. اقلیدس همچنین می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا موقعیت کهکشان‌های منفرد را نسبت به یکدیگر مشخص کنند؛ اقدامی که در نهایت ممکن است به تهیه جامع‌ترین نقشه سه‌بعدی از کیهان در تاریخ اخترشناسی منجر شود.

باربارا سارتوریس، اخترفیزیک‌دان آزمایشگاه ژوزف-لویی لاگرانژ فرانسه، در بیانیه آژانس فضایی اروپا می‌گوید: «اقلیدس صرفاً به گذشته‌های دور کیهان نگاه نمی‌کند؛ بلکه این کار را در پهنه‌های بسیار وسیعی از آسمان انجام می‌دهد. این ویژگی دیدگاهی بی‌سابقه از مجموعه بزرگی از خوشه‌های کهکشانی باستانی در اختیار ما قرار می‌دهد که پیش‌تر از دسترس رصدها خارج بودند. در ماه‌های آینده این خوشه‌ها را بررسی خواهیم کرد تا بفهمیم این غول‌های کیهانی چگونه رشد کرده‌اند و چه اطلاعاتی درباره جهان تاریک در اختیارمان می‌گذارند.»

مجموعه‌ی جدید با وجود حجم بسیار زیاد، صرفاً پیش‌نمایش از مجموعه‌ای به مراتب بزرگ‌تر است که در آینده نزدیک منتشر خواهد شد. داده‌های تکمیلی، ازجمله اطلاعات پردازش‌شده درباره همگرایی گرانشی ضعیف و خوشه‌بندی کهکشان‌ها، قرار است در اواسط سال ۲۰۲۷ ارائه شوند و نخستین انتشار رسمی داده‌های مأموریت (DR1) را تکمیل کنند. انتظار می‌رود نخستین نتایج علمی اقلیدس درباره ماهیت انرژی تاریک و مسئله تنش هابل نیز پس از انتشار این داده‌ها ارائه شوند.