مشروع ماتشو

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في علم الفلك، كان مشروع MACHO عبارة عن بحث رصدي خلال الفترة 1992-1999 عن المادة المظلمة حول مجرتنا درب التبانة على شكل أجسام هالة مضغوطة ضخمة افتراضية (MACHOs)، باستخدام طريقة العدسات الجاذبية الصغرية . وكان أحد ثلاثة مشاريع بحث من الجيل الأول عن العدسات الجاذبية الصغرية بدأت في أوائل التسعينيات، والآخران هما مشروعا EROS و OGLE المستقلان . وقد نفذ مشروع MACHO فريق من علماء الفلك الأمريكيين والأستراليين. استخدمت عمليات الرصد التلسكوب الذي يبلغ قطره 1.27 متر (50 بوصة) في مرصد ماونت ستروملو بالقرب من كانبرا، والذي تم تخصيصه للمشروع بدوام كامل من عام 1992 حتى عام 1999. لم يحل المشروع مشكلة المادة المظلمة، ولكنه وضع حدودًا عليا مهمة على نسبة المادة المظلمة في MACHOs عبر نطاق واسع من الكتل، وحقق العديد من الاكتشافات البارزة في مجال العدسات الدقيقة ، ونتائج جديدة حول عدة فئات من النجوم المتغيرة.

العدسات الدقيقة

إذا وُجد جسمٌ مُدمج (قد يكون مُظلمًا أو ساطعًا) قريبًا جدًا من خط الرؤية لنجمٍ خلفي، فإن عدسة الجاذبية تُؤدي إلى ظهور النجم وكأنه ينقسم إلى صورتين على جانبين مُتقابلين من الجسم المُدمج (أو حلقة كاملة إذا كان المحاذاة شبه مثالية). تُشير عدسة الجاذبية الصغرية إلى حالة خاصة من عدسة الجاذبية حيث تكون الصورتان قريبتين جدًا بحيث لا يُمكن رؤيتهما كجسمين مُنفصلين في التلسكوب، ولكن الهندسة المُتغيرة مع الزمن (مع حركة المصدر والعدسة) تُؤدي إلى تغير السطوع الظاهري (مجموع الصورتين) مع مرور الوقت؛ ولهذا التغير شكل مميز يُمكن حسابه نظريًا. من المُتوقع والمُلاحظ أن عدسة الجاذبية الصغرية نادرة جدًا، وعادةً ما تكون أقل من نجم واحد لكل مليون نجم مُعرَّض لعدسة الجاذبية الصغرية في أي لحظة مُعينة، ولكنها تقنية قوية لأن التأثير يعتمد فقط على جاذبية الجسم المُعدِّس، وليس على ضوئه: لذلك فهي حساسة للأجسام المُظلمة تمامًا أو الخافتة جدًا بما في ذلك الثقوب السوداء والأقزام البنية شبه النجمية وبقايا النجوم الميتة (مثل الأقزام البيضاء القديمة والنجوم النيوترونية). لهذه الأسباب، تعد العدسات الدقيقة مفيدة للغاية لاختبار ما إذا كانت المادة المظلمة تتكون من مثل هذه الأجسام.

ملاحظات

تم تجديد تلسكوب جبل ستروملو، الذي يبلغ قطره 1.27 متر (50 بوصة)، خصيصًا لهذا المشروع، [ 1 ] وزُوّد بمصحح مجال واسع ذي بؤرة رئيسية، ومقسم شعاع ثنائي اللون، وزوج من كاميرات CCD بدقة 16 ميجابكسل (كان هذا أكبر نظام CCD مستخدم فلكيًا بين عامي 1992 و1995). صوّرت الكاميرات حقلًا مربعًا من السماء بمساحة 42 × 42 دقيقة قوسية بلونين (الأزرق المخضر والأحمر) في آن واحد. في كل ليلة صافية، رصد النظام حقولًا نجمية كثيفة، تصل إلى 80 حقلًا في سحابة ماجلان الكبرى أو 100 حقل في انتفاخ مجرتنا بشكل منتظم، حيث رُصد كل حقل من مرتين في الليلة إلى مرة أسبوعيًا، اعتمادًا على أولوية الحقل والموسم. من بيانات الصور هذه، رُسمت منحنيات ضوئية (السطوع مقابل الزمن) لأكثر من 8 ملايين نجم في سحابة ماجلان الكبرى، و15 مليون نجم في انتفاخ مجرتنا. ثم تم إجراء عمليات بحث حاسوبية واسعة النطاق للعثور على أحداث التوهج المميزة للعدسات الدقيقة، وكذلك النجوم المتغيرة. 

نتائج

حقق المشروع عددًا من الاكتشافات البارزة الموثقة في حوالي 35 ورقة علمية نُشرت بين عامي 1993 و2003: وكانت أهم النتائج أولاً، الحدود العليا لمساهمة MACHOs في المادة المظلمة في مجرة ​​درب التبانة: لا يمكن أن تتكون أكثر من xx بالمائة من MACHOs بين xx كتلة شمسية () و xx كتلة شمسية؛ [ 2 ] [ 3 ] ثانيًا، تأكيد حدوث العدسات الدقيقة كما هو متوقع، استنادًا إلى عينات كبيرة من الأحداث ذات الخصائص المتوقعة نظريًا.

كما حقق المشروع العديد من الإنجازات الأولى في مجال العدسات الصغرية، بما في ذلك ما يلي:

  • أول اكتشاف قوي لظاهرة العدسات الدقيقة لنجم، في عام 1993. [ 4 ]
  • أول إعلان في الوقت الحقيقي عن حدث عدسة جاذبية دقيقة مستمر، في عام 1994. [ 5 ]
  • أول رصد لتأثيرات اختلاف المنظر في حدث عدسة دقيقة، في عام 1995. [ 6 ]

التطورات اللاحقة

أكمل مشروع MACHO عمليات الرصد في ديسمبر 1999؛ وبعد عام 2000، تم استخدام نظام التلسكوب والكاميرا للبحث عن المستعرات العظمى، ولكن تم إيقاف هذا الأمر عندما دمر التلسكوب بسبب حرائق غابات كانبرا في يناير 2003 .

استمرت العديد من الدراسات الاستقصائية الأخرى للعدسات الصغرية، بما في ذلك مشروعا OGLE وMOA، مع تحول التركيز الرئيسي بعد عام 2000 نحو استخدام العدسات الصغرية كطريقة لاكتشاف الكواكب الخارجية . تُعد عمليات البحث عن الكواكب باستخدام العدسات الصغرية حساسة بشكل خاص للكواكب الخارجية منخفضة الكتلة وتلك التي تدور في مدارات واسعة نسبيًا (وحدات فلكية متعددة، خارج خط التجمد)، كما أنها الطريقة الوحيدة لاكتشاف "الكواكب اليتيمة" التي قُذفت من أنظمتها الأم؛ لذا فإن عمليات البحث عن الكواكب باستخدام العدسات الصغرية تُكمل طرق السرعة الشعاعية والعبور المعروفة. حتى عام 2017تُعدّ شبكة التلسكوبات الكورية الجديدة للعدسات الدقيقة ( KMTNet ) جيلاً جديداً من مسوحات العدسات الدقيقة. وتتضمن مهمة ناسا الفضائية المستقبلية NGRST ( المقرر إطلاقها حوالي عام 2027 ) مسحاً شاملاً للكواكب باستخدام العدسات الدقيقة كأحد مشاريعها الرئيسية.

مراجع

  1. ↑ هارت، ج.؛ فان هيرميلين، ج.؛ هوفي، ج.؛ فريمان، ك.س.؛ بيترسون، ب.أ.؛ أكسلرود، ت.س.؛ كوين، ب.ج.؛ رودجرز، أ.و.؛ أولسمان، ر.أ.؛ ألكوك، س.؛ بينيت، د.ب.؛ كوك، ك.هـ.؛ غريست، ك.؛ مارشال، س.ل.؛ برات، م.ر.؛ ستوبس، س.و.؛ ساذرلاند، و. (1996). "نظام التلسكوب لبرنامج ماتشو" . منشورات الجمعية الفلكية للمحيط الهادئ . 108 : 220. Bibcode : 1996PASP..108..220H . doi : 10.1086/133713 .
  2. ↑ ألكوك، سي.؛ أولسمان، آر. إيه.؛ ألفيس، دي. آر.؛ أكسلرود، تي. إس.؛ بيكر، إيه. سي.؛ بينيت، دي. بي.؛ كوك، كيه. إتش.؛ دلال، إن.؛ دريك ، إيه. جيه .؛ فريمان، كيه. سي.؛ جيهة، إم.؛ غريست، كيه.؛ لينر، إم. جيه.؛ مارشال، إس. إل.؛ مينيتي، دي.؛ نيلسون، سي. إيه.؛ بيترسون، بي. إيه.؛ بوبوفسكي، بي.؛ برات، إم. آر.؛ كوين، بي. جيه.؛ ستوبس، سي. دبليو.؛ ساذرلاند، دبليو.؛ توماني، إيه. بي.؛ فانديهي، تي.؛ ويلش، دي. (10 أكتوبر 2000). "مشروع ماتشو: نتائج العدسات الدقيقة من 5.7 سنوات من رصد سحابة ماجلان الكبيرة". المجلة الفيزيائية الفلكية . 542 (1): 281– 307. arXiv : astro-ph/0001272 . Bibcode : 2000ApJ...542..281A . doi : 10.1086/309512 . S2CID 15077430 . 
  3. ↑ ألكوك، سي.؛ أولسمان، آر. إيه.؛ ألفيس، دي.؛ وآخرون . (20 مايو 1998). "الحدود المشتركة لـ EROS وMACHO على المادة المظلمة ذات الكتلة الكوكبية في هالة المجرة". المجلة الفيزيائية الفلكية . 499 (1): L9– L12. arXiv : astro-ph/9803082 . Bibcode : 1998ApJ...499L...9A . doi : 10.1086/311355 . S2CID 123466020 .  
  4. ↑ ألكوك، سي.؛ أكيرلوف، سي. دبليو.؛ أولسمان، آر. إيه.؛ أكسلرود، تي. إس.؛ بينيت، دي. بي.؛ تشان، إس.؛ كوك، كيه. إتش.؛ فريمان، كيه. سي.؛ غريست، كيه.؛ مارشال، إس. إل.؛ بارك، إتش. إس.؛ بيرلموتر، إس.؛ بيترسون، بي. إيه.؛ برات، إم. آر.؛ كوين، بي. جيه.؛ رودجرز، إيه. دبليو.؛ ستابس، سي. دبليو.؛ ساذرلاند، دبليو. (14 أكتوبر 1993). "احتمالية حدوث عدسة جاذبية دقيقة لنجم في سحابة ماجلان الكبرى". مجلة نيتشر . 365 (6447): 621-623 . arXiv : astro-ph/9309052 . Bibcode : 1993Natur.365..621A . doi : 10.1038/365621a0 . S2CID 4233746 . 
  5. ↑ تعاون MACHO. "التعميم رقم 6068 الصادر عن الاتحاد الفلكي الدولي" .
  6. ↑ ألكوك، سي.؛ أولسمان، آر. إيه.؛ ألفيس، دي.؛ أكسلرود، تي. إس.؛ بينيت، دي. بي.؛ كوك، كيه. إتش.؛ فريمان، كيه. سي.؛ غريست، كيه.؛ غيرن، جيه.؛ لينر، إم. جيه.؛ مارشال، إس. إل.؛ بيترسون، بي. إيه.؛ برات، إم. آر.؛ كوين، بي. جيه.؛ رودجرز، إيه. دبليو.؛ ستابس، سي. دبليو.؛ ساذرلاند، دبليو. (1 ديسمبر 1995). "أول رصد لاختلاف المنظر في حدث عدسة جاذبية دقيقة". المجلة الفيزيائية الفلكية . 454 (2): L125. arXiv : astro-ph/9506114 . Bibcode : 1995ApJ...454L.125A . doi : 10.1086/309783 . S2CID 119035972 .