מחקר מגלה רשת קוסמית המחברת את היקום ומעצבת חומר אפל
יש עדיין הרבה מה לגלות על היקום העצום שמעבר לכדור הארץ. אבל מה שידוע עד כה הוא שהקוסמוס מחובר באמצעות רשת קוסמית המורכבת מחוטים עצומים של חומר אפל וגז הנמשכים במשך מיליוני שנות אור ובסופו של דבר מצטלבים ויוצרים "קשרים" של צבירי גלקסיות. קצת מבלבל להבין, לא? אבל מה שהכי חשוב כאן הוא שהרשת הזו יכולה לעצב באופן משמעותי את התפוצה ואפילו את האבולוציה של גלקסיות, עובדה שמדענים מתקרבים יותר ויותר להתפרקות הודות לטכנולוגיות מתקדמות.
חוקר וסטודנט לתואר שני באסטרונומיה באוניברסיטת אדינבורו, קאלום דונן, יחד עם צוות המחקר שלו, זיהו דפוס בסיסי לגבי ההרכב הכימי של הגלקסיות וכיצד מיקומן בסריג יכול להשפיע על מהירות ייצור החומר.
על ידי שימוש בתצפית אמיתית כמתודולוגיה עם סימולציות שנעשו על ידי בינה מלאכותית, הקבוצה גילתה שהגלקסיות הקרובות יותר ל"צמתים" ברשת מוכיחות שיש להן יותר העשרה כימית מאשר אלה הרחוקות יותר. גילוי זה נמצא במחקר שפורסם באתר טבע אסטרונומיה וחוקר את אחת מהדינמיקות המסתוריות הרבות השולטות ביקום.
מהו רשת קוסמית?
המונח נטבע על ידי האסטרופיזיקאי ריצ'רד בונד בשנת 1996 באוניברסיטת טורונטו כדי לתאר מבנה של אשכולות שזורים וחוטים שנוצרו באופן טבעי, בעיקר על ידי חומר אפל מעורבב בגז. זהו גם החלל שבו נוצרות גלקסיות.
מהו חומר אפל?
חומר אפל הוא אלמנט מסתורי שאינו זוהר המרכיב חלק גדול מהיקום - אנחנו יודעים שהוא קיים, אבל הוא מעולם לא נראה. למרות שאסטרונומים חוקרים את הקשר שלו להשפעות כבידה במשך עשרות שנים, טבעו אינו ידוע שיש לפרום.
אגב, בגלל שזה לא נראה, קיומו של החומר האפל היה נוכה כי בלעדיה, כנראה שהכוכבים, כוכבי הלכת, הגלקסיות והרשת הקוסמית עצמה לא יהיו הגיוניים ולא יפעלו כפי שהם פועלים.
החומר האפל אינו נראה לחלוטין. הוא אינו פולט אור או אנרגיה ולכן אינו ניתן לזיהוי על ידי חיישנים וגלאים קונבנציונליים. לדברי מדענים, ייתכן שהתשובה נעוצה בהרכבו.
מחקרים על העשרה כימית בגלקסיות
בראיון עם Vice, דונן מעיר כי התיאוריה שלפיה יש קשר בין האופן שבו גלקסיות מתפתחות לבין האופן שבו מיקומן ברשת הקוסמית עשויה להיות קשורה לכך כבר נמצאת במחלוקת.
אולם, השגת ראיות תצפיתיות הייתה קשה בשל הצורך בסקרים ספקטרוסקופיים צפופים המכסים חלק גדול מהשמים. התוצאות מכך הופיעו לאחרונה, אך העובדה כיצד תכונות הגז משתלבות ברשת לא נחקרה בפירוט רב קודם לכן.
כדי להגיע לשאלה זו, החוקר, יחד עם הצוות שלו, חקר לעומק גלקסיות שנמצאו במרחק של כמיליארד שנות אור משביל החלב. הם נצפו על ידי סקר שמיים דיגיטליים של Sloan (SDSS) - אחד המכשירים האסטרונומיים הגדולים, המפורטים והמצוטטים ביותר שהיו קיימים אי פעם - בניו מקסיקו, ארצות הברית, המכסה שטח גדול מהשמים. הרכבי היסוד של גזים במרחבים בין-כוכביים בגלקסיות נחקרו באמצעות תכונה המכונה מתכתיות פאזת גז.
כפי שהוזכר לעיל, הגלקסיות הקרובות ביותר ל"צמתים" ברשת הקוסמית מוכיחות שיש יותר העשרה כימית. תוצאות המחקר שבוצעו הראו שהתפתחות יסודית כזו הופכת גלקסיות כאלה לעשירות יותר במתכות - כאן, "מתכת" עוקבת אחר ההיגיון של האסטרונומיה, הרואה במונח זה כל יסוד שאינו מימן או הליום.
בעזרת הטכנולוגיה המתוחכמת של הפלטפורמה IllustrisTNG, החוקרים הצליחו גם לנתח טוב יותר את הרכב חוטי הרשת ואת החוטים הנמתחים על פני היקום, ומחברים קשרים זה לזה. תגלית חשובה נוספת, הקשורה גם היא למיקומן של הגלקסיות ברשת הקוסמית, היא שבהתאם למקום שבו היא נמצאת, ניתן לשנות את התוכן הכימי שלה גם כאשר מתחשבים בגורמים כמו צפיפות.
עם זה, בוא השאלה מדוע גלקסיות הקרובות יותר אלינו מועשרות ביותר מתכות בהשוואה לאלה הפזורים לאורך החוטים או אפילו בחללים בתוך הרשת. כדי לענות, דונאן והצוות שקלו שתי הסתברויות: קליטת גז מחוץ לגלקסיות והתפתחות כוכבים וחומר אפל בתוכם.
גלקסיות, באופן כללי, סופגות גזים המפוזרים בחלל הבין-גלקטי ו"נזונות" מהם. אבל אלה הממוקמים רחוק מהצמתים צורכים הרבה יותר מהיסודות הכימיים האלה מאשר אלה הקרובים. חשוב להדגיש שהגז הבין-גלקטי דל במתכות, לכן הוא מדלל את הגז בהעשרה כימית של גלקסיות רחוקות, וכתוצאה מכך ירידה בתהליך המתכתי של הפאזה הגזית. מצד שני, גלקסיות הקרובות יותר אלינו אינן צורכות כל כך הרבה גז בין-גלקטי עם פחות מתכת - זה עוזר להן לעמוד בקצב הגבוה יותר של מתכות כבדות יותר.
יתר על כן, נראה כי גלקסיות הקרובות יותר אלינו התפתחו מוקדם יותר מאלה שנמצאות רחוק יותר. היבט זה מעמיד אותם ביתרון ביחס להולדת כוכבים חדשים ולאוסף החומר האפל - חומר מסתורי המפוזר ברחבי היקום.
דונן מסביר את ההיגיון שנמצא בניתוח: "[...] זה מראה על קשר בין מבנה החומר האפל המתקדם ביקום לבין מתכתיות הגז באמצעות היווצרות כוכבים מוקדמת מוגברת".
חקר האסטרונומיה, במיוחד תפקידו של החומר האפל ביקום והקשר שלו לגלקסיות ולרשת הקוסמית מורכבים מכדי לחקור, לשייך ולהבין. החוקר והצוות שלו רואים בתגלית זו הצעד החשוב הראשון למצוא תשובות ולאשר שהטכנולוגיות המפותחות יהיו כלים חיוניים לפענוח תעלומות רבות. דוגמה אחת שהובאה היא החיונית המכשיר הספקטרוסקופי של אנרגיה אפלה (DESI) שיצרה את המפה התלת-ממדית המשוכללת ביותר של היקום שפורסמה עד כה ויש לה פוטנציאל לחקור קישורים נסתרים בין מבנים קוסמיים והעשרה כימית של גלקסיות.
"עם המכשיר הספקטרוסקופי של האנרגיה האפלה (DESI), יהיו לנו ספקטרים כדי לגשת למידע נוסף על גלקסיות וזה יאפשר לנו לקחת את השאלה הזו הלאה ולהתחיל באמת לפענח את הדרכים שבהן הרשת משפיעה על התפתחות הגלקסיות.", מציין דונן. "DESI גם יאפשר לנו לראות את ההשפעה הזו באבולוציות העבר ולכן נוכל לראות כיצד תפקידה של הרשת הקוסמית בהתפתחות הגלקסיות משתנה עם הזמן.", הוא משלים.
המטרה הבאה של דונן וצוותו היא לנסות להגיע לסקירה מלאה של התפתחות הגלקסיות, ולשם כך חשוב להעלות את התפקיד המרכזי של הרשת בקוסמוס.
ראה גם:
היכן מתחיל החלל החיצון וכיצד הוא מוגדר?
מקורות: סגן, טבע אסטרונומיה, מדע e מֶרחָב
גלה עוד על Showmetech
הירשם כדי לקבל את החדשות האחרונות שלנו בדוא"ל.
