همشهری آنلاین – یکتا فراهانی: وقتی برای نخستین‌بار به تصویر ثبت‌شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه می‌کنید، شاید آن را یک کهکشان عجیب‌وغریب تصور کنید. اما این تنها ظاهر ماجراست. پشت این دایره درخشان، پدیده‌ای نادر و خارق‌العاده نهفته است: حلقه انیشتین. این حلقه، نتیجه مستقیم یکی از پیش‌بینی‌های مشهور نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین است.
حلقه‌ای از نور؛ بازی گرانش با بینایی ما
حلقه انیشتین زمانی شکل می‌گیرد که نور یک کهکشان دوردست، در مسیر رسیدن به ما، از کنار یک جرم بسیار پرجرم مانند یک کهکشان دیگر یا خوشه‌ای از کهکشان‌ها عبور کند. این جرم عظیم با جرم خود فضا – زمان را خم می‌کند و باعث انحنای مسیر نور می‌شود.
اگر چیدمان این کهکشان‌ها دقیقاً در یک راستا با ما باشد، نور کهکشان پشتی به شکلی دایره‌ای در اطراف کهکشان جلویی دیده می‌شود. این همان چیزی است که در تصویر تلسکوپ جیمز وب به‌وضوح دیده می‌شود: حلقه‌ای کامل از نور که در واقع، نور خمیده یک کهکشان بسیار دور است.
بزرگ‌نمایی طبیعی کیهان؛ رصد کهکشان‌های پنهان
این کهکشان در واقع یک کهکشان مارپیچی است و باوجود خم‌شدن نور، جزئیات آن به‌خوبی قابل‌مشاهده است. خوشه‌های ستاره‌ای و مناطق گازی به‌وضوح هم هستند و نکته جالب اینجاست که این خم‌شدگی نور، تصویر را تار نمی‌کند، بلکه آن را بزرگ‌نمایی می‌کند.
به همین دلیل است که حلقه‌های انیشتین، ابزارهای ارزشمندی برای اخترشناسان به شمار می‌روند. این پدیده‌های نادر مانند ذره‌بین‌های طبیعی عمل می‌کنند و به ما اجازه می‌دهند که کهکشان‌هایی را ببینیم که بدون این کمک گرانشی، آن‌قدر کم‌نور هستند که دیده نمی‌شدند.
بیشتر بخوانیم:
تلاشی بین‌المللی برای کشف رازهای کیهان
تصویری که اکنون در اختیار داریم، بخشی از پروژه‌ای علمی به نام SLICE (بررسی لنزهای گرانشی و تکامل خوشه‌ها) است. این پروژه به رهبری گیوم ماهلر از دانشگاه لیژ در بلژیک اجرا می‌شود و تیمی از ستاره‌شناسان بین‌المللی در آن مشارکت دارند.
ماهلر در توصیف این کشف گفته است: وضوح و حساسیت بی‌نظیر تلسکوپ وب، مسیر ما را در مطالعه لنزهای گرانشی متحول کرده است. این پروژه با استفاده از دوربین فروسرخ نزدیک (NIRCam) تلسکوپ جیمز وب، تعداد ۱۸۲ خوشه کهکشانی را هدف قرار داده تا روند تکامل آن‌ها را طی هشت میلیارد سال گذشته بررسی کند.
هر یک از این خوشه‌ها به دلیل جرم بسیار زیادشان، قابلیت تبدیل‌شدن به لنزهای گرانشی طبیعی را دارند و می‌توانند نور کهکشان‌های دوردست‌تر را خم کنند.
چندلایه به گذشته کیهان
در این پژوهش، داده‌های تلسکوپ جیمز وب با تصاویر ثبت‌شده توسط تلسکوپ فضایی هابل نیز ترکیب شده‌اند. دوربین میدان باز شماره ۳ (WFC۳) و دوربین پیشرفته برای نقشه‌برداری (ACS) هابل، جزئیات بیشتری به این تصویر اضافه کرده‌اند و ما را قادر ساخته‌اند تا نمایی چندلایه و درخشان از گذشتة کیهان را تماشا کنیم.
ابزارهایی برای درک بهتر ماده تاریک و انبساط کیهان
حلقه‌های انیشتین فقط تصاویر زیبایی از آسمان نیستند؛ آن‌ها اطلاعاتی ارزشمند در خود دارند. ازآنجایی‌که نور کهکشان پشتی در مسیرهای مختلفی به ما می‌رسد، هر مسیر ممکن است زمان متفاوتی برای رسیدن صرف کند. اخترشناسان با اندازه‌گیری این اختلاف زمان‌ها می‌توانند اطلاعات دقیقی دربارة جرم، فاصله، و حتی توزیع ماده تاریک به دست آورند.
در واقع، هر حلقه انیشتین به ابزاری تبدیل می‌شود برای نقشه‌برداری از نه فقط نور، بلکه جرم نامرئی‌ای که باعث خم‌شدن آن شده است. این اندازه‌گیری‌ها درک ما از گرانش، ماده تاریک و انبساط جهان را گسترش می‌دهد.
حلقه‌ای از نور، آینه‌ای به اعماق هستی
تصویر خیره‌کننده جیمز وب، بار دیگر به ما یادآوری می‌کند جهان پر از شگفتی‌هایی است که فقط با علم قابل‌درک هستند. حلقه‌ای کامل از نور، نتیجه اتفاقی خارق‌العاده میان دو کهکشان و قوانین فیزیکی کیهان است. هر بار که چنین پدیده‌ای کشف می‌شود، نه‌تنها زیبایی جهان را می‌بینیم، بلکه به فهم عمیق‌تری از ساختار و تاریخ کیهان نیز دست پیدا می‌کنیم. حلقه‌های انیشتین، پنجره‌هایی به گذشته بسیار دور هستند؛ جایی که علم و شگفتی دست در دست هم می‌دهند.
source