منذ زمن بعيد ، في مجرة بعيدة جدًا... انفجر نجم ضخم. خلقت هذه الكارثة شيئًا يسمى مستعر أعظم (مشابه لما نسميه سديم السرطان). في ذلك الوقت مات هذا النجم القديم ، مجرة درب التبانة ، كانت قد بدأت للتو في التكون. لم تكن الشمس موجودة بعد. ولا الكواكب. ولادة نظامنا الشمسي لا يزال أكثر من خمسة مليارات سنة في المستقبل.
أصداء خفيفة وتأثيرات جاذبية
انطلق الضوء من ذلك الانفجار منذ فترة طويلة عبر الفضاء ، حاملاً معلومات عن النجم وموته الكارثي. الآن ، بعد حوالي 9 مليارات سنة ، يتمتع الفلكيون برؤية رائعة للحدث. تظهر في أربع صور للسوبرنوفا التي أنشأتها عدسة جاذبية ناتجة عن تجمع مجرة. يتكون العنقود نفسه من مجرة إهليلجية أمامية عملاقة تم تجميعها مع مجرات أخرى. كلهم مغمورون في كتلة من المادة المظلمة. إن سحب الجاذبية مجتمعة للمجرات بالإضافة إلى جاذبية المادة المظلمة يشوه الضوء من الأجسام البعيدة أثناء مروره. إنه في الواقع يغير اتجاه حركة الضوء قليلاً ، ويلطخ "الصورة" التي نحصل عليها من تلك الأشياء البعيدة.
في هذه الحالة ، سافر الضوء من المستعر الأعظم بأربعة مسارات مختلفة عبر الكتلة. الصور الناتجة التي نراها هنا من الأرض تشكل نمطًا متقاطعًا يسمى صليب آينشتاين (سمي بعد
الفيزيائي ألبرت أينشتاين). تم تصوير المشهد من قبل تلسكوب هابل الفضائي. وصل ضوء كل صورة إلى التلسكوب في وقت مختلف قليلاً - في غضون أيام أو أسابيع من بعضها البعض. هذا مؤشر واضح على أن كل صورة هي نتيجة لمسار مختلف سلكه الضوء عبر كتلة المجرة وقشرة المادة المظلمة. يدرس علماء الفلك ذلك الضوء لمعرفة المزيد عن عمل المستعر الأعظم البعيد وخصائص المجرة التي كانت موجودة فيها.كيف يعمل هذا؟
يتدفق الضوء المتدفق من المستعر الأعظم والمسارات التي يسلكها إلى العديد من القطارات التي مغادرة المحطة في نفس الوقت ، جميعهم يسافرون بنفس السرعة ويتجهون للنفس النهائية المكان المقصود. ومع ذلك ، تخيل أن كل قطار يسير على طريق مختلف ، والمسافة لكل قطار ليست هي نفسها. تسافر بعض القطارات فوق التلال. يمر البعض الآخر عبر الوديان ، ولا يزال آخرون يشقون طريقهم حول الجبال. نظرًا لأن القطارات تسير عبر أطوال مسارات مختلفة عبر تضاريس مختلفة ، فإنها لا تصل إلى وجهتها في نفس الوقت. وبالمثل ، لا تظهر صور السوبرنوفا في نفس الوقت لأن بعض الضوء يتأخر بالسفر حول الانحناءات الناتجة عن جاذبية المادة المظلمة الكثيفة في المجرة المتداخلة العنقودية.
إن التأخيرات الزمنية بين وصول ضوء كل صورة تخبر علماء الفلك بشيء عن ترتيب المادة المظلمة حول العالم المجرات في العنقود. لذا ، بمعنى ما ، يعمل ضوء المستعر الأعظم كشمعة في الظلام. يساعد الفلكيين على رسم خريطة لكمية وتوزيع المادة المظلمة في عنقود المجرة. المجموعة نفسها تقع على بعد حوالي 5 مليار سنة ضوئية منا ، والمستعر الأعظم هو 4 مليار سنة ضوئية أخرى بعد ذلك. من خلال دراسة التأخيرات بين الأوقات التي تصل فيها الصور المختلفة إلى الأرض ، يمكن لعلماء الفلك تجميع أدلة حول نوع التضاريس الفضائية المشوهة التي كان على ضوء المستعر الأعظم السفر خلالها. هل هو متكتل؟ كيف متكتل؟ كم يوجد؟
إجابات هذه الأسئلة ليست جاهزة بعد. على وجه الخصوص ، يمكن أن يتغير مظهر صور السوبرنوفا على مدى السنوات القليلة القادمة. وذلك لأن الضوء من المستعر الأعظم يستمر في التدفق عبر الكتلة ويواجه أجزاء أخرى من سحابة المادة المظلمة المحيطة بالمجرات.
بالإضافة الى تلسكوب هابل الفضائي ملاحظات لهذا المستعر الأعظم الفريد من نوعه ، استخدم علماء الفلك أيضًا دبليو إم. يقوم تلسكوب كيك في هاواي بإجراء المزيد من الملاحظات والقياسات لمسافة مجرة السوبرنوفا المضيفة. ستعطي هذه المعلومات مزيدًا من الأدلة على الظروف في المجرة كما كانت موجودة في الكون المبكر.