رسم نقشه فضای کیهان با اشعه ایکس

 

اینجا کیهان داغ و پر‌تحرک است. تجهیزات فضایی مشترک آلمان و روسیه به تازگی نقشه‌ای بی‌سابقه و راهگشا از فضا را تولید کرده که در آن فضای کیهانی بر مبنای انتشار اشعه ایکس ترسیم شده است.

این تصویر فعالیت‌های شدید کیهانی را ثبت کرده است، از جمله مواردی که ماده سرعت می‌گیرد، گداخته و سپس قطعه قطعه می‌شود. این تصویری از سیاهچاله‌های مکنده ماده، انفجار ستاره‌ها و گاز‌های سوزان است.

داده‌های تشکیل دهنده این نقشه را ابزار تلسکوپی ای-روزیتا -eRosita- تهیه کرده که روی رصدخانه فضایی اسکپتر-آر جی -Spektr-RG- نصب شده است. این تلسلکوپ فضایی در ماه ژوئیه سال گذشته به فضا پرتاب شد و برای رصد کیهانی در فاصله یک و نیم میلیون کیلومتری زمین قرار گرفت.

پس از آنکه این تجهیزات در ماه دسامبر به کار افتاد و آغاز فعالیت آن اعلام شد، این تلسکوپ با چرخش در سرعت کم عمق فضا را رصد می‌کند. اولین مجموعه داده‌های گردآوری شده از رصد تمامی آسمان توسط ای-روزیتا در بالای این صفحه منتشر شده است. این تصویر در هفته گذشته تکمیل شد و بیش از یک میلیون منبع اشعه ایکس را ثبت کرده است.

کیرپال ناندرا رئیس گروه فیزیک کیهانی انرژی بالا در بخش فیزیک فرازمینی در موسسه ماکس پلانک واقع در گارکینگ در آلمان است. او در مورد داده‌های گردآوری شده توسط این تلسکوپ گفته است: "این داده‌ها تقریبا معادل داده‌هایی است که در طول تاریخ شصت ساله اخترشناسی اشعه ایکس به دست آمده است. "

به گفته او "این داده‌ها واقعا حیرت‌آور است و فکر می‌کنم که آنچه که در اینجا انجام می‌دهیم انقلابی در اخترشاسی پرتو ایکس ایجاد خواهد کرد. "

برای تشکیل این نقشه از روش نقشه‌نمایی آیتوف استفاده شده که تصویر آسمان کره‌ای شکل را روی یک سطح بیضوی پیاده می‌کند. خط وسط این سطح بیضوی کهکشان راه شیری خودمان را نشان می‌دهد و وسط این کهکشان در وسط بیضی قرار گرفته است.

برای نشان دادن آنچه که روی می‌دهد در این تصویر از کد‌های رنگی استفاده شده است. آبی نمایانگر پرتو ایکس بالاتر (1-2-3 کیلوالکترون ولت)، رنگ سبز پرتو میان انرژی (1-0.6 کیلوالکترون ولت) و رنگ قرمز پرتو کم انرژی (0.6-0.3 کیلوالکترون ولت) را نشان می‌دهند.

منابع بسیار پر انرژی بر بخش عمده کهکشان تسلط دارد. دلیل آن تا حدودی مقدار زیاد گاز و غباری است که توسط پرتو‌های کم انرژی‌تر جذب و تصفیه می‌شود. این منابع شامل ستاره‌های با جو نیرومند، فعالیت مغناطیسی فراوان و حرارت بالاست.

رنگ‌های زرد و سبز که تصویری قارچ مانند را تشکیل می‌دهند و بخشی از نقشه را پوشانده اند نمایانگر گاز‌های داخل کهکشان و گاز‌هایی هستند که درست در بیرون آن وجود دارند. این ماده حاوی اطلاعاتی در مورد تشکیل و تکامل راه شیری است.

بعضی از لکه‌های بزرگتر همان بازیگران شناخته شده در صحنه آسمان هستند. لکه زرد پرنور که درست در دورترین نقطه سمت راست عکس واقع شده نشان دهنده تجمع بقایای ابرنواخترهاست یعنی آنچه که از انفجار ستاره‌ها باقی مانده و امواج ناشی از آن باعث گرمای فوق العاده زیاد گاز‌ها و غبار اطراف شده است.

لکه مشخصی که در این عکس دیده می‌شود شامل بقایای ابرنواختر ولا -Vela- است که انفجار آن در نزدیکی زمین یعنی در فاصله فقط 800 سال نوری روی داد. نور قرمزی که در بالا و پایین این تصویر به چشم می‌خورد عمدتا شامل تصاعد پرتو ایکس از گاز‌های بسیار داغ در فضای خارج از کهکشان ماست؛ و در لکه‌های سفید رنگ عمدتا اثر سیاهچاله‌های بسیار عظیم را مشاهده می‌کنیم.

 

در واقع حدود 80 درصد منابع ثبت شده در این نقشه شامل شامل سیاهچاله‌های غول آسایی است که در مرکز کهکشان‌های دور دست قرار دارند. نیروی گرانش فوق العاده آن‌ها ماده را به داخل می‌کشد و قطعه قطعه می‌کند، از آن‌ها پرتو ایکس بیرون می‌ریزد.

بعضی از سیاهچاله‌های عظیم روی این نقشه در زمانی در گذشته مشاهده می‌شوند که سن عالم هستی هنوز به یک میلیارد سال هم نرسیده بود، یعنی 10 درصد سن کنونی آن.

قرار است اسپکتر-آر جی و دستگاه ای-روزیتای آن طی سه سال و نیم آینده هفت مجموعه داده‌های حاصل از بررسی آسمان را گردآوری کنند. این مجموعه به تلسکوپ امکان پردازش دقیق‌تر داده‌ها را می‌دهد به نحوی که نتیجه نهایی عاری از صدا و سایر مواد ساخته شده باشد. در این مدت، این دستگاه به کنکاش در عمق بیشتر کائنات می‌پردازد و منابع ضعیفی را که در حال حاضر قابل تشخیص نیستند کشف می‌کند.

یکی از اهدف اصلی این برنامه تدوین نقشه توزیع گاز‌های بسیار داغ است که گاز‌های ساطع کننده پرتو ایکس تولید می‌کنند و همین گازهاست که مجموعه‌های کهکشانی را نورانی می‌کند. اخترشناسان امیدوارند که اطلاعات به دست آمده از این تحقیقات به آن‌ها درک بهتری از ساختار کیهان و تطور زمانی آن بدهد.

این امکان وجود دارد که این تحقیقات باعث دستیابی به اطلاعاتی در مورد ماده انرژی تاریک یعنی همان نیرویی شود که به نظر می‌رسد با سرعتی رو به افزایش کیهان را پراکنده می‌کند. پرفسور ناندرا می‌گوید: "این دستاورد بزرگ این طرح است، اما باید برای آن، تا پایان ماموریت این مجموعه صبر کنیم.

وی می‌گوید "هشت کنکاش انجام شده در این برنامه به ما امکان می‌دهد تا به عمق هستی برویم" و می‌افزاید: "در اصل سعی ما این است که تمامی مجموعه کهکشان‌های متشکل در کیهان را که جرمی بیش از یک حد معین دارند شناسایی کنیم. "

به گفته او: "ما نمونه خوبی در اختیار داریم، شاید شامل ده هزار مورد، اما امید ما این است که بتوانیم دست کم یکصد هزار مجموعه کهکشانی را شناسایی کنیم. " ای-رزیتا جزء آلمانی اسپکتر-آر جی است و بخش عمده فضای این سفینه را اشغال می‌کند، اما در کنار ابزار موسوم به ای‌آر‌تی-ایکس‌سی ساخت روسیه جای گرفته که نسبت به انرژی‌های بالا تا 30 کیلو الکترون ولت حساس است.

این تجهیرات و ای-رزیتا مجموعه‌ای از هفت آینه استوانه‌ای را برای تصحیح نور پرتو ایکس بر دوربین‌های حساس خود به کار می‌برند.