يدرس
يشير فهرس ما يقرب من 3000 من الأقزام البيضاء التي انفجرت على شكل مستعرات عظمى من النوع Ia بعد الإفراط في التغذية بالنجوم المرافقة، إلى أن الطاقة المظلمة، وهي القوة الغامضة التي تسرع توسع الكون، تتغير بمرور الوقت.
ويدعم هذا الاكتشاف، جنبًا إلى جنب مع بيانات مسح الطاقة المظلمة (DES)، النتائج التي تم الكشف عنها من أداة تحليل الطاقة المظلمة الطيفية (DESI). صدرت عام 2024 مما يشير إلى أن تأثير الطاقة المظلمة يضعف.
وهذا يعني أن بحث الفريق لا يتضمن فقط الكتالوج الأكثر شمولاً للأشياء المستعرات الأعظم من النوع Ia; إنه يقدم أوضح صورة حتى الآن لتطور الكون وتأثيره الطاقة المظلمة.
“لقد قمنا بإعادة بناء 3 عقود من الملاحظات الفلكية في إطار واحد ومتسق،” عضو الفريق ريان كاميليري من جامعة كوينزلاند قال في بيان.“لقد قمنا بدمج بياناتنا مع قياسات كونية أخرى، بما في ذلك بقايا الضوء من الانفجار الكبير وخرائط لكيفية توزيع المجرات عبر الفضاء.
“بدلاً من تأكيد النموذج القياسي لعلم الكونيات، الذي يفترض أن الطاقة المظلمة ثابتة وغير متغيرة، لدينا المزيد من الأدلة على أن الطاقة المظلمة قد تتغير بمرور الوقت.”
كيف تخبرنا الأقزام البيضاء المتفجرة عن الطاقة المظلمة؟
الأقزام البيضاء هي البقايا النجمية المشتعلة التي تبقى عندما تستنفد النجوم التي تبلغ كتلتها كتلة الشمس تقريبًا الوقود اللازم للاندماج النووي في قلوبها. يؤدي هذا إلى إنهاء الضغط الخارجي الذي يدعم النجم ضد جاذبيته، مما يعني انهيار قلب النجم مع تساقط الطبقات الخارجية. يصبح القلب قزمًا أبيض، وبالنسبة للنجوم المنفردة، فهذه هي النهاية. ولكن حوالي 50٪ من النجوم بحجم الشمس لديها رفيق ثنائيويمكن أن يؤدي ذلك إلى تجدد النشاط وتغيير مصير النجم.
إذا كان القزم الأبيض ورفيقه قريبين بدرجة كافية من بعضهما البعض، يبدأ النجم الميت في تجريد الطبقات الخارجية لرفيقه. وبينما تتراكم هذه المادة على القزم الأبيض، فإنها تدفع كتلة بقايا النجم فوق ما يسمى حد شاندراسيخار، مما يسمح لها بالتحول إلى سوبر نوفا.
تسمى هذه الانفجارات الكونية بالمستعرات الأعظم من النوع Ia، ويكون ناتج ضوءها موحدًا جدًا بحيث يشار إلى هذه الأحداث بالشموع القياسية. إنها ذات أهمية حيوية لأن قياس كيفية انزياح ضوءها نحو الأحمر أثناء انتقاله يعني أنه يمكن استخدام المستعرات الأعظم من النوع Ia لقياس المسافات الكونية.
وقال كاميليري: “على مر السنين تعلمنا الكثير عن كيفية تصرف المستعرات الأعظم، لذلك تمكنا من العودة وتطبيق هذا الفهم المحسن على البيانات القديمة“. “لقد تم القيام بعمل مكثف لربط الملاحظات من التلسكوبات المختلفة ذات القدرات المختلفة ومراعاة قضايا مثل الغبار الكوني وكتلة المجرة التي يمكن أن تؤثر على الضوء القادم من المستعر الأعظم.
“لقد قمنا أيضًا بدمج تأثيرات أكثر دقة مثل عدسة الجاذبية، وهي انحناء وتكبير الضوء حول الأجسام الكبيرة أثناء انتقاله من المستعر الأعظم إلى الأرض.”
إلى جانب نتائج 2024 من DESI، يمكن لهذا البحث أن يغير فكرتنا حول ماهية الطاقة المظلمة في الواقع.
قال ديفيس: “أظهرت بيانات المستعر الأعظم الخاصة بنا من DES في عام 2024 لأول مرة تلميحات إلى أن الطاقة المظلمة قد تكون متغيرة بمرور الوقت، ويرى هذا التجميع الجديد أيضًا انحرافًا عن النموذج القياسي، على الرغم من أنه في اتجاه مختلف قليلاً”. “وبالمثل، وجدت نتائج DESI تلميحات عن الاختلافات في الطاقة المظلمة في مسوحاتها للموجات الصوتية المتبقية من الكون المبكر.
“لذا، فقد وجد قياسان مستقلان تمامًا إشارات إلى اختلاف الوقت في الطاقة المظلمة، مما يتحدى النموذج القياسي الذي يقول إن الطاقة المظلمة لا تتغير.”
وأضاف ديفيس أنه بالإضافة إلى الكشف عن ماهية الطاقة المظلمة في الواقع، فقد يحمل هذا البحث أيضًا مفتاحًا لشرح كيفية توافق الجاذبية وفيزياء الكم معًا. في حين أن فيزياء الكم (أفضل نظرية لدينا حول كيفية عمل الكون على المقاييس دون الذرية) ونظرية النسبية العامة لأينشتاين (أفضل صورة لدينا للجاذبية) كانت ناجحة للغاية في حد ذاتها، إلا أن العلماء لم يتمكنوا حتى الآن من توحيدهما. وبعبارة أخرى، لا توجد نظرية الجاذبية الكمومية.
وتابع ديفيس: “نحن نعلم أن هاتين النظريتين ناجحتان للغاية في مجالهما الخاص، لذا إذا تمكنا من معرفة كيفية تجميعهما معًا، فسيكون ذلك خطوة كبيرة في الفيزياء النظرية”.
سيتلقى هذا الجهد دفعة عند إضافة البيانات إلى كتالوج الفريق الشامل بالفعل للمستعرات الأعظم من النوع Ia. وسيشمل ذلك عمليات رصد من برنامج Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS)، الذي يكتشف مئات المستعرات الأعظم المحلية أكثر حتى من مسح DES.
نتائج الفريق متاحة على موقع المستودع arXiv.
المصدر الأصلي: www.space.com — للاطلاع على المادة الأصلية.
