تلسكوپ فضايي هابل در آخرين سال هاي عمر خود توانسته است كمياب ترين پديده هاي كيهاني را به تصوير بكشد
نظريه نسبيت پيش بيني مي كند يك كهكشان مي تواند همانند يك عدسي همگرا، نور اجرام پشتش را تقويت كندعدسي گرانشي مي تواند نور اجرام بسيار دوردست را تقويت كند و آن ها را به ما نشان دهد
بالا:تصاوير جديد هابل، حلقه هاي كامل اينشتين را ثبت كرده اند، اين حلقه ها، تصاوير اجرام بسيار دوري هستند كه كهكشان وسط تصوير، نورشان را تقويت كرده، ولي تصويري حلقوي از آن ها تشكيل داده است
چپ: فرض كنيد يك عدسي گرانشي از جلوي يك شهر عبور مي كند، چون شدت گرانش با فاصله گرفتن از عدسي كم مي شود، قدرت جمع آوري نور هم كاهش مي يابد و در نهايت تصوير عجيب و غريبي به دست مي آيد. در اين عكس، عدسي گرانشي روي ستون برج ونكور قرار گرفته است.
گروه دانش و فناوري ـ ذوالفقاردانشي: تلسكوپ فضايي هابل در آخرين پژوهش هاي علمي خود موفق شده است نمونه هايي از يك پديده كيهاني نادر را ثبت كند. اين پديده كه به عدسي گرانشي مشهور شده است، يكي از پيش بيني هاي نظريه نسبيت عام محسوب مي شود كه مي گويد گرانش مي تواند مسير پرتوهاي نور را خم كند و همانند يك عدسي همگرا برآن تأثير بگذارد.
عدسي گرانشي به چه دردي مي خورد؟
عدسي گرانشي از نظر عملكرد درست مثل يك عدسي اپتيكي است كه نور را جمع مي كند و تصوير مي دهد، با اين تفاوت كه نمي توانيم هيچ تنظيمي انجام دهيم. بنابر اين اغلب تصاويري كه تشكيل مي شوند از كيفيت لازم براي بررسي برخوردار نيستند، اما اين بدان معني نيست كه نتوان هيچ اطلاعاتي را استخراج كرد. از يك عدسي گرانشي دو نوع اطلاعات مي توان استخراج كرد.
الف ـ اطلاعات در مورد جسم دور دست: يكي از هدف هاي بزرگ اخترشناسان و كيهان شناسان، اين بوده كه بتوانند دورترين اجرام عالم را مشاهده كنند. اين ها نخستين اجرامي هستند كه در عالم به وجود آمده اند و نورشان بيش از سيزده ميليون سال در راه بوده است تا به ما برسد. فاصله بسيار زيادي كه دارند سبب مي شود قطر زاويه اي بسيار كوچك و نور بسيار ضعيفي داشته باشند. اگر بخواهيم تلسكوپي بزرگ بسازيم تا اين اجرام را مشاهده كنيم، بايد هزينه گزافي بپردازيم. بهترين راه حل اين است كه از اين عدسي هاي گرانشي استفاده كنيم تا نور اجسام دوردست را تقويت كنند. تصور كنيد از يك عدسي با قطر چند صد هزار سال نوري استفاده مي كنيد تا اجرام دوردست را مشاهده كنيد! چه احساسي به شما دست مي دهد؟ دانشمندان با اين اطلاعات مي توانند درستي يا نادرستي مدل هاي آغاز عالم را بيازمايند و اطلاعات زيادي كسب كنند. بهترين حالت هم اين است كه در تصوير هيچ تغييري به وجود نيايد و فقط نورش تقويت شود. اما در بقيه حالت ها هم مي توان اطلاعاتي ارزشمند ولي كمتر و كلي تر به دست آورد.
ب ـ اطلاعاتي در مورد عدسي گرانشي: اخترشناسان مدت هاست فهميده اند اثرات گرانشي كهكشان ها بسيار قوي تر از آن چيزي است كه مي توان در كهكشان ها مشاهده كرد. آن ها حدس زده اند ممكن است در كهكشان ها مقدار زيادي ماده وجود داشته باشد كه قابل ديدن نيست و از اين رو آن را ماده تاريك نام نهاده اند. اندازه گيري ها نشان مي دهد ماده تاريك 9 برابر بيشتر از ماده روشن است و به صورت هاله اي كروي در اطراف كهكشان هاي مارپيچي قرار دارد.براي بررسي فراواني ماده تاريك، بايد اثرات گرانشي يك كهكشان را اندازه گيري كرد كه معمولا كار ساده اي نيست. دانشمندان با بررسي كمان هاي گرانشي مي توانند جرم يك عدسي گرانشي را اندازه گيري كنند و از مقايسه آن با مقدار جرم روشن، مقدار ماده تاريك را تخمين بزنند. از سوي ديگر، چون كهكشان هاي عدسي گرانشي در فواصل مختلفي قرار گرفته اند و نوري كه از آن ها مي بينيم در زمان هاي متفاوتي آن ها را ترك كرده، مي توانيم نتيجه بگيريم كهكشان ها را در زمان هاي متفاوتي مشاهده مي كنيم: كهكشان هاي نزديك نشان دهنده وضعيت جهان در زمان نزديك است و كهكشان هاي دور نشان دهنده شرايط جهان در زمان هاي بسيار دور. پس با بررسي اين كهكشان ها مي توان به چگونگي تحول كهكشان ها و ماده تاريك در طول زمان نيز پي برد.
بدين ترتيب در يك پديده عدسي گرانشي هم مي توان در مورد آن جسم دوردست اطلاعاتي به دست آورده و هم در مورد خود عدسي گرانشي و ماده تاريك موجود در آن. دانشمندان مركز اخترفيزيك هاروارد ـ اسميت سونيان هم با همكاري پژوهشگران مؤسسه نجومي هلند، از تلسكوپ هابل استفاده كردند تا چنين اطلاعاتي را به دست آورند.
نوزده شكار هابل
تاكنون حدود يك صد عدسي گرانشي شناخته شده است و تلسكوپ فضايي توانسته است نوزده مورد جديد به آن ها اضافه كند. در پروژه جديد هابل كه SLACS نام دارد، اخترشاسان به رهبري آدام بولتون ابتدا فهرستي از كانديداهاي عدسي گرانشي تهيه كردند. آن ها با استفاده از فهرست يك صد ميليوني پروژه SDSS (نقشه برداري ديجيتالي آسمان اسلوان) تمام كهكشان هايي را كه نشانه اي از عدسي گرانشي داشتند، گردآوري كردند. سپس از ميان دويست هزار جسم كانديد شده، كهكشان هايي را انتخاب كردند كه بين دو تا چهار ميليارد سال نوري از زمين فاصله داشته باشند و آنگاه طيفشان را بررسي كردند. آن ها در اين طيف به دنبال رد پاي كهكشان هايي بودند كه فاصله شان تا زمين دو برابر فاصله كهكشان عدسي باشد و دقيقا پشت عدسي واقع شده باشد. از بين اين فهرست، 28 نمونه را كه احتمال مي دادند داراي بهترين شرايط هستند، انتخاب كردند و با استفاده از هابل تصاوير دقيقي از آن تهيه كردند.
تلسكوپ فضايي هابل اين خوبي را دارد كه خارج از جو رصد مي كند، بنابراين اثرات مخرب جو روي آن تأثيري ندارد و تصاوير اين تلسكوپ شفاف ترين تصاويري است كه بشر مي تواند تهيه كند. دوربين پيشرفته نقشه برداري (ACS) كه در آخرين مأموريت تعمير هابل روي آن نصب شد، هجده مگاپيكسل وضوح دارد و تصاويري كه ثبت كرده جزو بهترين نمونه هاي كمان هاي اينشتين محسوب مي شوند. از 28 كانديد، 19 نمونه داراي كمان هاي اينشتين بودند و 8 تاي آن ها حلقه كامل اينشتين بودند. تا پيش از اين فقط سه حلقه كامل در نور مرئي ثبت شده بود.دانشمندان مي خواهند با بررسي اين تصاوير، مقدار ماده تاريك در عدسي هاي گرانشي را اندازه گيري كنند و به تحليلي در مورد چگونگي تغييرات ماده تاريك در طول زمان دست يابند. صد البته كه بررسي كهكشان هاي دور دست هم جزو موضوعات مورد علاقه آن ها است. نتايج اين تحقيقات در ا سترونو ميكال ژورنال مجلد فوريه 2006 به چاپ خواهد رسيد.براي ديدن تصاوير هابل مي توانيد به پايگاه www.stsci.eduمراجعه كنيد.