מפה פורצת דרך של 1.3 מיליון קוואזרים חושפת את מבנה היקום והתפשטותו, תוך שימוש בנתונים מטלסקופ החלל גאיה ומסייעת בחקר החומר האפל והאבולוציה הקוסמית. קרדיט: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
המפה החדשה כוללת כ-1.3 מיליון קוואזרים מרחבי היקום הנראה ויכולה לעזור למדענים להבין טוב יותר את תכונות החומר האפל.
אסטרונומים תיארו את הנפח הגדול ביותר אי פעם של היקום עם מפה חדשה של חורים שחורים סופר-מאסיביים פעילים החיים במרכזי הגלקסיות. המכונים קוואזרים, החורים השחורים הזוללים גז הם, למרבה האירוניה, כמה מהאובייקטים הבהירים ביותר של היקום.
המפה החדשה מתעדת את מיקומם של כ-1.3 מיליון קוואזרים במרחב ובזמן, שהרחוק שבהם האיר בבהירות כשהיקום היה בן 1.5 מיליארד שנים בלבד. (לשם השוואה, היקום הוא כיום בן 13.7 מיליארד שנים.)
מיפוי היקום העתיק
"קטלוג הקוואזרים הזה שונה מכל הקטלוגים הקודמים בכך שהוא נותן לנו מפה תלת מימדית של הנפח הגדול ביותר אי פעם של היקום", אומר שותף ליצירת המפה דיוויד הוג, מדען מחקר בכיר במרכז לחישוב של מכון פלטירון אסטרופיזיקה בניו יורק ופרופסור לפיזיקה ומדעי נתונים ב אוניברסיטת ניו יורק. "זה לא הקטלוג עם הכי הרבה קוואזרים, וזה לא הקטלוג עם המדידות האיכותיות ביותר של קוואזרים, אבל זה הקטלוג עם הנפח הכולל הגדול ביותר של היקום ממופה."
הוג ועמיתיו מציגים את המפה במאמר שפורסם ב-18 במרץ ב ה כתב עת אסטרופיזי. המחברת הראשית של המאמר, קייט סטורי-פישר, היא חוקרת פוסט-דוקטורט במרכז הבינלאומי לפיזיקה דונוסטיה בספרד.
אינפוגרפיקה המסבירה את יצירת מפה חדשה של כ-1.3 מיליון קוואזרים מרחבי היקום הנראה. קרדיט: ESA/Gaia/DPAC; לוסי רידינג-איקנדה/קרן סימונס; K. Storey-Fisher et al. 2024
המדענים בנו את המפה החדשה באמצעות נתונים מטלסקופ החלל גאיה של סוכנות החלל האירופית. בעוד שהמטרה העיקרית של גאיה היא למפות את הכוכבים בגלקסיה שלנו, היא גם מזהה בשוגג עצמים מחוץ לגלקסיה. שביל החלבכמו קוואזרים וגלקסיות אחרות, כשהיא סורקת את השמים.
"הצלחנו לבצע מדידות של האופן שבו החומר מתקבץ יחד ביקום המוקדם, שהן מדויקות כמו כמה מאלה מפרויקטי סקרים בינלאומיים גדולים – וזה די מדהים בהתחשב בכך שקיבלנו את הנתונים שלנו כ'בונוס' משביל החלב – פרויקט גאיה ממוקד", אומרת סטורי-פישר.
תפקידם של הקוואזרים במחקר הקוסמי
הקוואזרים מופעלים על ידי חורים שחורים סופר מסיביים במרכזי הגלקסיות ויכולים להיות בהירים פי מאות מגלקסיה שלמה. בתור ה חור שחורכוח המשיכה של הכבידה מסתובב מעלה גז קרוב, התהליך מייצר דיסק בהיר במיוחד ולפעמים סילוני אור שטלסקופים יכולים לצפות בהם.
הגלקסיות בהן שוכנות הקוואזרים מוקפות בהילות עצומות של חומר בלתי נראה הנקרא חומר אפל. על ידי לימוד קוואזרים, אסטרונומים יכולים ללמוד יותר על חומר אפל, כמו כמה הוא מתקבץ יחד.
אסטרונומים יכולים גם להשתמש במיקומים של קוואזרים מרוחקים ובגלקסיות המארחות שלהם כדי להבין טוב יותר כיצד הקוסמוס התרחב עם הזמן. לדוגמה, מדענים כבר השוו את מפת הקוואזרים החדשה לאור העתיק ביותר בקוסמוס שלנו, רקע המיקרוגל הקוסמי. כאשר האור הזה נוסע אלינו, הוא כפוף על ידי הרשת המתערבת של החומר האפל – אותה רשת הממופת על ידי הקוואזרים. על ידי השוואה בין השניים, מדענים יכולים למדוד עד כמה החומר מתקבץ יחד.
ייצוג גרפי זה של המפה מציג את מיקומם של קוואזרים מנקודת התצפית שלנו, מרכז הכדור. האזורים הריקים מקוואזרים הם המקום שבו הדיסק של הגלקסיה שלנו חוסם את הראייה שלנו. קוואזרים עם הסטה לאדום גדולה יותר רחוקים מאיתנו. קרדיט: ESA/Gaia/DPAC; לוסי רידינג-איקנדה/קרן סימונס; K. Storey-Fisher et al. 2024
"זה היה מאוד מרגש לראות את הקטלוג הזה מדרבן כל כך הרבה מדע חדש", אומר סטורי-פישר. "חוקרים ברחבי העולם משתמשים במפת הקוואזר כדי למדוד הכל, החל מתנודות הצפיפות הראשוניות שזרעו את הרשת הקוסמית ועד להפצה של חללים קוסמיים ועד לתנועת מערכת השמש שלנו ביקום."
הצוות השתמש בנתונים משחרור הנתונים השלישי של גאיה, שהכיל 6.6 מיליון מועמדים לקוואזרים, ובנתונים של נאס"אWide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) וסקר Sloan Digital Sky. על ידי שילוב מערכי הנתונים, הצוות הסיר מזהמים כמו כוכבים וגלקסיות ממערך הנתונים המקורי של גאיה וקבע בצורה מדויקת יותר את המרחקים לקוואזרים. הצוות גם יצר מפה שמראה היכן אבק, כוכבים ומטרדים אחרים צפויים לחסום את ראייתנו של קוואזרים מסוימים, דבר שהוא קריטי לפירוש מפת הקוואזרים.
"קטלוג הקוואזרים הזה הוא דוגמה מצוינת ליצירתיות של פרויקטים אסטרונומיים", אומר הוג. "גאיה תוכננה למדוד כוכבים בגלקסיה שלנו, אבל היא גם מצאה מיליוני קוואזרים בו זמנית, שנותנים לנו מפה של היקום כולו."
