علماء الفلك يكشفون عن طريقة رائدة لقياس توسع الكون بدقة باستخدام المستعرات الفائقة المضيئة المُعدّسة

عالمي - وكالة أنباء إخباري

علماء الفلك يكشفون عن طريقة رائدة لقياس توسع الكون بدقة باستخدام المستعرات الفائقة المضيئة المُعدّسة

في قفزة كبيرة لعلم الكونيات، طور فريق دولي من علماء الفلك وطبق بنجاح تقنية جديدة لقياس معدل توسع الكون بدقة غير مسبوقة. يقدم هذا النهج المبتكر، الذي يستخدم مستعرًا أعظم فائق الإضاءة نادرًا ومُعدّسًا جاذبيًا يُدعى "SN Winny"، حلاً محتملاً لـ "توتر هابل" طويل الأمد – وهو تباين محير في قياسات التوسع الكوني تحدى العلماء لسنوات.

يركز الاكتشاف، الذي تم تفصيله في ورقة بحثية قُبلت للنشر في مجلة "علم الفلك والفيزياء الفلكية" (Astronomy & Astrophysics)، على المستعر الأعظم SN 2025wny، وهو مستعر أعظم فائق الإضاءة لوحظ على بعد حوالي 10 مليارات سنة ضوئية من الأرض. ما جعل هذا الانفجار النجمي استثنائيًا هو ظهوره ليس مرة واحدة، بل خمس مرات في سماء الليل. كان هذا المشهد الكوني نتيجة مباشرة للعدسة الجاذبية، وهي ظاهرة تنبأت بها نظرية أينشتاين للنسبية العامة، حيث قامت الجاذبية الهائلة لمجرتين أماميتين بثني وتكبير ضوء المستعر الأعظم، مما أدى إلى إنشاء صور متعددة.

تُعد المستعرات الفائقة المضيئة من بين أقوى الأحداث وأكثرها لمعانًا في الكون، مما يجعلها "شموعًا قياسية" لا تقدر بثمن لقياس المسافات الكونية الشاسعة. تقليديًا، تشكل هذه المستعرات درجة حاسمة في "سلم المسافات الكونية"، وهي طريقة خطوة بخطوة لتحديد المسافات إلى الأجسام البعيدة بشكل متزايد. ومع ذلك، قدمت العدسة الجاذبية الفريدة لـ SN Winny فرصة مميزة لفريق البحث، بقيادة مؤسسات مثل الجامعة التقنية في ميونيخ (TUM) ومعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية (MPG)، لتجاوز بعض القيود المتأصلة في الأساليب التقليدية.

يكمن مفتاح هذا القياس الجديد في التأخيرات الزمنية بين الصور المتعددة لـ SN Winny. نظرًا لأن الضوء من المستعر الأعظم سلك مسارات مختلفة حول المجرات العدسية، كان لكل مسار طول مختلف قليلاً. وبالتالي، وصل الضوء إلى الأرض في أوقات مختلفة. من خلال القياس الدقيق لهذه التأخيرات الزمنية، والنمذجة الدقيقة لتوزيع كتلة المجرتين العدسيتين، تمكن الباحثون من حساب ثابت هابل-لومتر مباشرة، والذي يحدد معدل توسع الكون.

سلطت الأستاذة المشاركة شيري سويو، أستاذة علم الكونيات الرصدي في الجامعة التقنية في ميونيخ (TUM)، وهي شخصية بارزة في البحث، الضوء على الندرة الشديدة لهذا الحدث. صرحت سويو في بيان صحفي لمعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية: "أطلقنا على هذا المستعر الأعظم اسم SN Winny، مستوحين ذلك من تسميته الرسمية SN 2025wny. إنه حدث نادر للغاية يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا في تحسين فهمنا للكون". وأوضحت كذلك الجهد الهائل المبذول: "إن فرصة العثور على مستعر أعظم فائق الإضاءة محاذٍ تمامًا لعدسة جاذبية مناسبة أقل من واحد في المليون. قضينا ست سنوات في البحث عن مثل هذا الحدث من خلال تجميع قائمة بالعدسات الجاذبية الواعدة، وفي أغسطس 2025، تطابق SN Winny تمامًا مع إحداها."

أصبح الرصد ممكنًا باستخدام التلسكوب الثنائي الكبير (LBT) في أريزونا، المجهز بمرآتيه البالغتين 8.4 متر ونظام بصريات تكيفية متقدم. كشفت الصور الملتقطة عن المجرتين الأماميتين العدسيتين في المنتصف، محاطتين بخمس صور مميزة مزرقة لانفجار المستعر الأعظم – وهو عرض "ألعاب نارية" كوني مذهل حقًا. أشار آلان شفينفورث، باحث مبتدئ من الجامعة التقنية في ميونيخ (TUM) شارك في بناء النموذج الأول لتوزيع كتلة العدسة، إلى البساطة النسبية للنظام مقارنة بالمستعرات الفائقة المضيئة المُعدّسة السابقة. وأوضح شفينفورث: "حتى الآن، كانت معظم المستعرات الفائقة المضيئة المُعدّسة يتم تكبيرها بواسطة مجموعات مجرات ضخمة، والتي تكون توزيعات كتلتها معقدة ويصعب نمذجتها. ومع ذلك، فإن SN Winny يتم عدسه بواسطة مجرتين فرديتين فقط. وجدنا توزيعات ضوئية وكتلية سلسة ومنتظمة بشكل عام لهذه المجرات، مما يشير إلى أنها لم تتصادم بعد في الماضي على الرغم من قربها الظاهري. توفر البساطة العامة للنظام فرصة مثيرة لقياس معدل توسع الكون بدقة عالية."

توفر هذه الطريقة "الخطوة الواحدة" بديلاً حاسمًا للتقنيتين الأساسيتين المستخدمتين حاليًا لقياس التوسع الكوني، وكلاهما يواجه تحدياته الخاصة. الأولى، "سلم المسافات الكونية"، تعتمد على سلسلة من القياسات، كل منها يبني على الآخر. وعلى الرغم من فعاليتها للقياسات المحلية، يمكن أن تؤدي الأخطاء التراكمية إلى عدم اليقين على نطاقات كونية شاسعة. تتضمن الطريقة الثانية تحليل "إشعاع الخلفية الكونية الميكروي" (CMB)، وهو الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم. يوفر هذا النهج دقة عالية من خلال النظر إلى الكون المبكر، ولكن حساباته تعتمد بشكل كبير على النماذج النظرية للتطور الكوني، والتي لا تزال تخضع للنقاش والتنقيح المستمر.

أكد ستيفان تاوبنبرغر، عضو بارز في فريق الأستاذة سويو والمؤلف الأول للدراسة، على الميزة الواضحة لتقنيتهم الجديدة: "على عكس سلم المسافات الكونية، هذه طريقة خطوة واحدة، مع مصادر أقل ومختلفة تمامًا من الشكوك المنهجية." إن القدرة على حساب ثابت هابل-لومتر مباشرة من خلال فهم توزيع كتلة المجرات العدسية يتجاوز التبعيات المتسلسلة لسلم المسافات والافتراضات المعتمدة على النموذج لقياسات الخلفية الكونية الميكروية، مما يوفر تحققًا مستقلاً حقًا.

إن تداعيات هذا الاكتشاف عميقة. من خلال توفير طريقة ثالثة، مستقلة وعالية الدقة لتحديد معدل توسع الكون، يأمل علماء الفلك في تسليط ضوء جديد على توتر هابل. ينشأ هذا التوتر من القيم المختلفة لثابت هابل المستمدة من القياسات المحلية (مثل سلم المسافات الكونية) وملاحظات الكون المبكر (مثل الخلفية الكونية الميكروية). يمكن أن يؤدي القياس المستقل والقوي من المستعرات الفائقة المضيئة المُعدّسة إما إلى التحقق من إحدى القيم الموجودة، أو، والأكثر إثارة للاهتمام، إلى الإشارة إلى فيزياء جديدة تتجاوز نماذجنا الكونية الحالية. بينما يواصل علماء الفلك في جميع أنحاء العالم رصد SN Winny بالتفصيل باستخدام التلسكوبات الأرضية والفضائية، تعد الرؤى المستخلصة من هذا الحدث الفريد بتقدم كبير في فهمنا للكون وخصائصه الأساسية.

وكالة أنباء إخباري