تخيل أنك تريد رؤية الكون، لكن نظرة واحدة لا تكفي. لفهم ما يحدث هناك حقًا، بدأ علماء الفلك في تجميع أجزاء الصورة، من خلال دمج الصور الملتقطة بأجهزة مختلفة. في هذا السيناريو، تلسكوب جيمس ويب الفضائي و مرصد تشاندرا للأشعة السينية لقد أصبحا ثنائيًا مثاليًا، يجمع بين حساسية الأشعة تحت الحمراء وقوة الأشعة السينية لكشف أسرار كانت مخفية تمامًا.
هذا التعاون ليس مصادفة، بل هو مسألة فيزيائية بحتة. فبينما يستطيع تلسكوب جيمس ويب اختراق سحب الغبار الكوني التي تعمل كحواجز، يرصد تلسكوب تشاندرا أشدّ وأسخن طاقة في الكون. معًا، يمكّننا هذان التلسكوبان من رؤية الكون ليس فقط كصورة ثابتة، بل كـ دراسة متعددة التخصصات حيث يخبرنا كل طول موجي بجزء مختلف من القصة، بدءًا من ولادة النجوم وحتى نهم أقدم الثقوب السوداء.
البحث عن أبعد ثقب أسود
في الآونة الأخيرة، حقق فريق دولي بقيادة أكوس بوغدان إنجازاً غير مسبوق: تحديد موقع ثقب أسود فائق الكتلة على بعد حوالي 13.200 مليار سنة ضوئية منّا. ولتوضيح الفكرة، نتحدث عن زمن كان فيه الكون في طور التكوين، بالكاد يبلغ 3% من عمره الحالي. وقد تم هذا الاكتشاف في مجرة UHZ1، التي رُصدت بفضل عنقود مجري قريب يعمل كـ عدسة مكبرة كونية، وهي ظاهرة تُعرف باسم عدسة الجاذبية التي ضخّمت الضوء المتاح.
كانت العملية جهداً جماعياً لا تشوبه شائبة. في البداية، استخدم تلسكوب جيمس ويب قدراته في مجال الأشعة تحت الحمراء لرسم خريطة للمجرة المضيفة. ثم دخل مرصد تشاندرا، "الحرس القديم"، حيز التنفيذ، حيث قام بالكشف عن سحب من الغاز شديد التسخين يدور هذا الجسم بسرعة فائقة، وهو بمثابة البصمة المميزة للثقب الأسود. تبلغ كتلة هذا العملاق ما بين 10 و100 ضعف كتلة الشمس، مما يجعله أول صورة بالأشعة السينية لثقب أسود في مراحله الأولى من النمو.
إن أكثر ما يثير الحماس في هذا الاكتشاف هو أنه يُسهم في حسم النقاشات العلمية. فهناك جدلٌ مستمر حول ما إذا كانت هذه الوحوش قد نشأت من انفجار النجوم البدائية أم من... انهيار مباشر لسحب الغازتدعم البيانات التي تم الحصول عليها نظرية بريامفادا ناتاراجان، مما يشير إلى أن بعض الثقوب السوداء يمكن أن تصل إلى أحجام هائلة بسرعة كبيرة إذا تشكلت مباشرة من الغاز، دون المرور بمرحلة النجوم.
أداتان، هدف واحد
يُعد مرصد تشاندرا للأشعة السينية، الذي أُطلق عام 1999 وسُمّي تيمنًا بالفيزيائي سوبرامانيان تشاندراسيكار، عنصرًا أساسيًا في مهمة ناسا. وعلى عكس التلسكوبات الأرضية التي لا تستطيع رصد الأشعة السينية لامتصاصها بواسطة الغلاف الجوي، يعمل تشاندرا في الفضاء. الدقة الزاوية مثير للإعجاب. على الرغم من أنه يعمل منذ أكثر من عقدين ويواجه تخفيضات في الميزانية، إلا أنه لا يزال الأفضل في اكتشاف النجوم النيوترونية والمستعرات العظمى والنشاط العنيف في مركز المجرات.
من ناحية أخرى، يُعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أحدث إضافة لامعة إلى هذا المجال. صُمم هذا التلسكوب للعمل في درجات حرارة شديدة البرودة (حوالي -230 درجة مئوية) عند نقطة لاغرانج L2، ويحتوي على مرآة رئيسية أكبر بسبع مرات من مرآة هابل. وتتلخص مهمته بشكل أساسي في بالنظر إلى الماضي، والتقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء من النجوم الأولى وتحليل التركيب الكيميائي للمجرات البعيدة باستخدام أدوات مثل NIRCam و MIRI.
عندما ندمج بياناتهما، تكون النتائج مذهلة. على سبيل المثال، في حالة سديم السرطان، يُظهر لنا تلسكوب جيمس ويب خيوطًا من الغاز والغبار بوضوح مذهل، بينما يكشف تلسكوب تشاندرا عن... النجم النيوتروني المركزي، وهو نجم نابض يدور 30 مرة في الثانية ويطلق دفعات من الإشعاع تخلق موجات صدمية في جميع أنحاء المنطقة المحيطة.
رحلة عبر عجائب الفضاء السحيق
أتاح الجمع بين هذه التلسكوبات للعلماء تحليل العديد من الأجرام السماوية بتفاصيل غير مسبوقة. ففي مجرة NGC 346، رصد تلسكوب جيمس ويب المواد اللازمة لتكوين الكواكب، بينما حدد تلسكوب تشاندرا... بقايا مستعر أعظم ضخم، ممثل بدرجات اللون الأرجواني. يبدو الأمر كما لو أن خريطة ويب تعطينا هيكل المبنى، وخريطة تشاندرا تُظهر لنا مكان الحرائق الكهربائية.
كما وجّهوا أنظارهم نحو المجرة الحلزونية ذات القضيب NGC 1672، حيث رصد مرصد الأشعة السينية أجسامًا مضغوطة إنهم يمتصون المواد من النجوم المرافقة. في سديم النسر، وتحديداً في أعمدة الخلق الشهيرة، يُظهر لنا ويب أعمدة الغاز المظلم، بينما يكتشف تشاندرا النجوم الشابة الساخنة التي تُصدر إشعاعاً عالي الطاقة.
حتى مجرة الأشباح (M74) كانت موضوعًا لهذه الدراسة المشتركة. نظرًا لكونها مجرة خافتة، فقد كان تلسكوب جيمس ويب الفضائي أساسيًا في وصف الغبار والغاز بالأشعة تحت الحمراء، بينما سلط تلسكوب تشاندرا الفضائي الضوء على... نشاط عالي الطاقة من نجومها. هذه القدرة على تراكب طبقات المعلومات هي ما يسمح للعلماء بفهم تطور الكون من الانفجار العظيم إلى يومنا هذا.
إن دمج هذه التقنيات، إلى جانب مساهمات تلسكوبات أخرى مثل هابل وسبيتزر، يسمح لنا اليوم بتتبع تاريخ المادة. بدءًا من اكتشاف انبعاثات الأشعة السينية من بلوتو من دراسة المادة المظلمة إلى تصادم عناقيد المجرات، لم يعد علم الفلك مجرد تخصص رصدي بسيط، بل أصبح تحليلاً معقداً ورائعاً للبيانات.
إن القدرة على تنسيق الأشعة تحت الحمراء لتلسكوب ويب مع قوة الأشعة السينية لتلسكوب تشاندرا قد فتحت نافذة غير مسبوقة على نشأة الكون، مما يسمح لنا بتحديد مواقع الثقوب السوداء القديمة وتشريح بنية السدم والمجرات البعيدة بدقة مذهلة.
