استخدم تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما التابع لناسا 14 عامًا من البيانات لإنشاء فيلم مذهل بفاصل زمني للسماء بأكملها، مصورًا الكون الديناميكي. يسلط الفيلم الضوء على مسار الشمس، وتوهج أشعة جاما لمجرة درب التبانة، والمجرات البعيدة المعروفة باسم "الكوازارات". ويكشف الفيلم عن جمال وتعقيد الكون، ويظهر أحداثًا عالية الطاقة داخل وخارج مجرة درب التبانة، بما في ذلك انفجار ثقب أسود هائل.
يكشف تلسكوب فيرمي الفضائي التابع لناسا عن فيلم بفاصل زمني مدته 14 عامًا يكشف عن الكون الديناميكي من خلال التصوير بأشعة جاما. يسلط الفيلم الضوء على توهج أشعة جاما في مجرة درب التبانة، والتوهجات الشمسية، والمجرات البعيدة التي تستمد طاقتها من الثقوب السوداء. في هذا الفيلم الذي يغطي السماء بالكامل والذي تم إنتاجه بناءً على بيانات تم الحصول عليها على مدى 14 عامًا، يعود الكون إلى الحياة. على خلفية مصادر الطاقة العالية داخل وخارج مجرة درب التبانة، تومض شمسنا أحيانًا ضوءًا مبهرًا وتقطع مسارًا بهدوء عبر السماء.
قال سيث ديجل، كبير العلماء في مختبر المسرع الوطني SLAC في مينلو بارك، كاليفورنيا: "إن توهج أشعة جاما الساطع والثابت في مجرة درب التبانة يتخلله رشقات نارية قوية من نفاثات سرعة قريبة من الضوء مدفوعة بثقوب سوداء فائقة الكتلة في قلب المجرات البعيدة والتي تستمر لعدة أيام". "يمكن أن تظهر هذه الانفجارات المثيرة في أي مكان في السماء، وقد حدثت منذ ملايين إلى مليارات السنين، وكان ضوءها يصل إلى فيرمي للتو عندما رصدناه."
أشعة جاما هي الضوء الأكثر نشاطا. ويظهر الفيلم شدة أشعة جاما ذات طاقات تتجاوز 200 مليون إلكترون فولت التي اكتشفها تلسكوب فيرمي كبير المساحة (LAT) بين أغسطس 2008 وأغسطس 2022. وللمقارنة، يمتلك الضوء المرئي طاقة تتراوح بين 2 و3 إلكترون فولت. تحدد الألوان الأكثر سطوعًا مواقع مصادر أشعة جاما الأقوى.
في الفيلم، أول شيء تراه هو مصدر الضوء الذي ينحني بثبات عبر الشاشة. وقالت جودي راكوسين، العالمة المشاركة في فيرمي: "هذه هي شمسنا، وحركة سطحها تعكس الحركة المدارية السنوية للأرض حول الشمس".
في معظم الحالات، تكتشف التلسكوبات الفضائية واسعة النطاق الشمس بشكل خافت، وذلك بسبب تسارع الجسيمات التي تسمى الأشعة الكونية - وهي اصطدامات مع نوى ذرية تقترب من سرعة الضوء. يتم إنتاج أشعة جاما عندما تصطدم بغاز الشمس وحتى الضوء المنبعث منها. ومع ذلك، في بعض الأحيان، تشرق الشمس فجأة، وتنتج انفجارات قوية من الطاقة تسمى التوهجات الشمسية، مما يجعل نجمنا لفترة وجيزة أحد ألمع مصادر أشعة جاما في السماء.
يُظهر الفيلم السماء من منظورين مختلفين. يُظهر المنظر المستطيل السماء بأكملها متمركزة في مركز درب التبانة. يسلط هذا الضوء على المستوى المركزي لمجرة درب التبانة، الذي تنبعث منه أشعة غاما التي تنتجها الأشعة الكونية التي تضرب الغاز بين النجوم وضوء النجوم. بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من المصادر الأخرى المنتشرة في جميع أنحاء مجرة درب التبانة، بما في ذلك النجوم النيوترونية وبقايا المستعرات الأعظم. فوق وتحت هذا النطاق المركزي، ما نراه هو الكون الأوسع وراء مجرة درب التبانة، المليء بمصادر الضوء الساطعة والمتغيرة بسرعة.
معظم هذه المجرات هي في الواقع مجرات بعيدة، والتي يمكن رؤيتها بشكل أفضل من وجهات نظر مختلفة تتمركز في القطبين الشمالي والجنوبي لمجرة درب التبانة. ولكل من هذه المجرات، المعروفة باسم البلازارات، ثقب أسود في مركزها كتلته تعادل مليون شمس أو أكثر.
بطريقة ما، تنتج هذه الثقوب السوداء نفاثات من المواد سريعة الحركة للغاية، ويمكننا أن ننظر إلى أسفل مباشرة في إحدى هذه النفاثات، وهو منظور يعزز سطوعها وتنوعها. وقال راكوسين "هذا يخبرنا أن شيئا ما قد تغير في الطائرة". "نحن نراقب بانتظام هذه المصادر السماوية وننبه التلسكوبات الأخرى في الفضاء وعلى الأرض عندما يحدث شيء مثير للاهتمام. علينا أن نلتقط هذه التوهجات بسرعة قبل أن تختفي، وكلما زاد عدد بيانات الرصد التي يمكننا جمعها، كلما تمكنا من فهم هذه الأحداث بشكل أفضل."
يلعب فيرمي دورًا رئيسيًا في شبكة موسعة من المهام التي تعمل معًا لالتقاط هذه التغييرات التي تحدث في الكون.
العديد من هذه المجرات بعيدة جدًا. على سبيل المثال، فإن الضوء الصادر من التوهج المسمى 4C+21.35 قد سافر لمدة 4.6 مليار سنة، مما يعني أن التوهجات التي نراها اليوم حدثت بالفعل عندما بدأت الشمس والنظام الشمسي في التشكل. أما النجوم الساطعة الأخرى فهي أبعد بأكثر من الضعف، وتوفر معًا لقطة مذهلة لنشاط الثقب الأسود عبر الزمن الكوني.
العديد من الأحداث قصيرة العمر التي درسها فيرمي، مثل انفجارات أشعة جاما، أقوى الانفجارات في الكون، غير مرئية في التصوير الفوتوغرافي بفواصل زمنية. وهذا نتيجة زيادة وضوح الصورة عن طريق معالجة عدة أيام من البيانات.
تلسكوب فيرمي لأشعة جاما الفضائي هو عبارة عن تعاون في الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات يديره جودارد. تم تطوير تلسكوب فيرمي بالتعاون مع وزارة الطاقة الأمريكية، بمساهمات مهمة من المؤسسات الأكاديمية والشركاء في فرنسا وألمانيا وإيطاليا واليابان والسويد والولايات المتحدة.
المصدر المجمع: ScitechDaily