علماء الفلك يكشفون عن طريقة ثورية لقياس تمدد الكون باستخدام المستعرات الأعظم المحدبة

عالمي - وكالة أنباء إخباري

علماء الفلك يكشفون عن طريقة ثورية لقياس تمدد الكون باستخدام المستعرات الأعظم المحدبة

في قفزة كبيرة لعلم الكونيات، ابتكر اتحاد دولي من علماء الفلك طريقة جديدة رائدة لقياس المعدل الذي يتوسع به كوننا بدقة. تستفيد هذه التقنية المبتكرة من الظاهرة النادرة للغاية للمستعرات الأعظم فائقة الإضاءة المحدبة جاذبياً، مما يوفر مسارًا مباشرًا وربما أكثر دقة لتحديد ثابت هابل-لومتر ومعالجة أحد أكثر الألغاز إلحاحًا في الفيزياء الفلكية: توتر هابل.

تُعد المستعرات الأعظم فائقة الإضاءة، وهي انفجارات نجمية ذات سطوع استثنائي، "شموعًا قياسية" حاسمة لعلماء الفلك، مما يسمح لهم بقياس مسافات كونية هائلة عبر مليارات السنين الضوئية. تُعد هذه المنارات السماوية أساسية لسلم المسافات الكونية، وهي طريقة حجر الزاوية لرسم خرائط اتساع الفضاء. ومع ذلك، فإن فائدتها تتضمن عادةً استنتاج المسافات بشكل تسلسلي، وهي عملية عرضة لتراكم الأخطاء الصغيرة.

جاء هذا الاختراق مع رصد مستعر أعظم فائق الإضاءة، والذي يحمل رسميًا اسم SN 2025wny ويُلقب بمودة بـ "SN Winny". تم اكتشاف SN Winny على بعد 10 مليارات سنة ضوئية، ولم يكن ساطعًا بشكل استثنائي فحسب، بل أظهر أيضًا خاصية غير مسبوقة: انحنى ضوؤه وتضخم بواسطة مجرتين أماميّتين، مما أدى إلى إنشاء خمس صور مميزة للانفجار نفسه في سماء الليل. تم التقاط هذا العرض المذهل، الشبيه بالألعاب النارية الكونية، بواسطة تلسكوب ذي العينين الكبير (LBT) في أريزونا، وهو جهد تعاوني يضم باحثين من مؤسسات مثل جامعة ميونيخ التقنية (TUM)، ومعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية (MPG)، ومركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA)، من بين العديد من المؤسسات الأخرى على مستوى العالم.

يحدث التحديب الجاذبي، وهي ظاهرة تنبأ بها ألبرت أينشتاين، عندما تقوم الأجسام الضخمة مثل المجرات أو عناقيد المجرات بتشويه الزمكان، مما يؤدي إلى انحناء مسار الضوء من المصادر الأبعد. في حالة SN Winny، سلك الضوء مسارات مختلفة حول المجرتين المحدبتين، مما أدى إلى أوقات سفر متفاوتة إلى الأرض. من خلال قياس هذه التأخيرات الزمنية بدقة بين وصول الصور المتعددة، تمكن فريق البحث من حساب ثابت هابل-لومتر مباشرة - وهو المعدل الدقيق لتمدد الكون. وقد قُبلت الورقة التي تصف ملاحظاتهم للنشر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

سلطت البروفيسورة شيري سويو، الأستاذة المشاركة في علم الكونيات الرصدي في جامعة ميونيخ التقنية وزميلة في معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية، الضوء على ندرة وأهمية هذا الاكتشاف. صرحت في بيان صحفي صادر عن معهد ماكس بلانك: "لقد أطلقنا على هذا المستعر الأعظم اسم SN Winny. إنه حدث نادر للغاية يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في تحسين فهمنا للكون. إن فرصة العثور على مستعر أعظم فائق الإضاءة محاذٍ تمامًا لعدسة جاذبية مناسبة هي أقل من واحد في المليون". خصص الفريق ست سنوات لتجميع قائمة بالعدسات الجاذبية الواعدة، وتطابق SN Winny مصادفة مع إحداها في أغسطس 2025.

ما يجعل SN Winny ذا قيمة خاصة هو البساطة النسبية لنظام التحديب الخاص به. على عكس معظم المستعرات الأعظم المحدبة السابقة، التي تم تضخيمها بواسطة عناقيد مجرات معقدة، تم تحديب SN Winny بواسطة مجرتين فرديتين فقط. أوضح الباحث الشاب آلان شفينفورث من جامعة ميونيخ التقنية: "وجدنا توزيعات ضوئية وكتلية سلسة ومنتظمة بشكل عام لهاتين المجرتين، مما يشير إلى أنهما لم تتصادما بعد في الماضي على الرغم من قربهما الظاهري. توفر البساطة الكلية للنظام فرصة مثيرة لقياس معدل تمدد الكون بدقة عالية". سمحت هذه البساطة للباحثين الشباب آلان شفينفورث وليون إيكر (LMU) ببناء النموذج الأول لتوزيع كتلة العدسة باستخدام مواقع الصور الخمس جميعها.

تقدم هذه المنهجية الجديدة طريقًا واعدًا لمعالجة توتر هابل، وهو لغز كوني طويل الأمد حيث تختلف قياسات معدل تمدد الكون بشكل كبير اعتمادًا على الطريقة المستخدمة. تقليديًا، يعتمد العلماء على نهجين أساسيين: سلم المسافات الكونية المحلي، الذي يبني المسافات خطوة بخطوة من الأجسام القريبة إلى المستعرات الأعظم البعيدة، وقياسات مشتقة من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB)، والذي يستقرب معدل التمدد من الإشعاع المتبقي للكون المبكر. كلا الطريقتين، على الرغم من دقتهما العالية ضمن أطر عملهما، تنتجان قيمًا مختلفة لثابت هابل-لومتر، مما يؤدي إلى خلاف مستمر يتحدى فهمنا الأساسي للتطور الكوني.

تقدم تقنية المستعر الأعظم المحدب بديلاً "بخطوة واحدة"، متجنبة الأخطاء التراكمية المتأصلة في سلم المسافات الكونية والافتراضات المعتمدة على النموذج لقياسات الخلفية الكونية الميكروية. أكد ستيفان تاوبنبرغر، العضو البارز في فريق البروفيسورة سويو والمؤلف الأول للدراسة، على هذه الميزة: "على عكس سلم المسافات الكونية، هذه طريقة من خطوة واحدة، مع مصادر أقل ومختلفة تمامًا من عدم اليقين المنهجي". من خلال حساب توزيع الكتلة للمجرات المحدبة مباشرة، يمكن للعلماء استنتاج ثابت هابل-لومتر بدرجة عالية من الاستقلالية.

يراقب علماء الفلك في جميع أنحاء العالم الآن SN Winny بدقة باستخدام التلسكوبات الأرضية والفضائية، حريصين على جمع المزيد من البيانات وتحسين هذه القياسات. يمكن أن توفر الرؤى المستخلصة من هذا الحدث الاستثنائي والمنهجية الجديدة التي يتيحها الدليل الحاسم اللازم للتوفيق بين معدلات التوسع المتباينة، مما يؤدي في النهاية إلى صورة أكثر اكتمالًا وتماسكًا لماضي كوننا وحاضره ومستقبله.

وكالة أنباء إخباري