تلسكوب راديوي يلتقط ظل تجمع مجرات سريع
الإشعاع الكوني الخلفي هو ضوء خافت متبقٍ من الانفجار العظيم. يملأ السماء بشكل منتظم، لكنه يواجه عوائق في طريقه. أحد هذه العوائق هي تجمعات المجرات، التي يوجد بداخلها غاز ساخن جدًا. عندما تمر فوتونات الإشعاع الخلفي عبر هذا الغاز، يكتسب بعضها دفعة إضافية ويتغير طاقتها. ونتيجة لذلك، يبدو الإشعاع الخلفي في اتجاه التجمع باهتًا قليلاً — كما لو ظهر ظل على خلفية ساطعة.
وجّه علماء الفلك التلسكوب الراديوي التابع لمرصد سردينيا نحو تجمع المجرات MACS J1752+4440. عند تردد 18.6 جيجاهرتز، رأوا هذا الظل بالضبط — انخفاضًا طفيفًا في السطوع في مركز التجمع. هذه هي المرة الأولى التي يُلتقط فيها هذا التأثير من الأرض عند هذا التردد المنخفض وبدقة زاوية عالية. سابقًا، كانت المركبات الفضائية تقوم بمثل هذه الملاحظات، فهي ترى السماء بأكملها دفعة واحدة لكنها لا تميز التفاصيل الدقيقة.
لفهم كيفية توزع الغاز داخل التجمع، بنى العلماء نموذجًا وضبطوا معالمه. اتضح أن سحابة الغاز يبلغ نصف قطرها حوالي 500 ألف سنة ضوئية، وفي مركزها يوجد حوالي 2500 إلكترون لكل سنتيمتر مكعب. هذه الأرقام تتفق مع ما كان متوقعًا لتجمع بهذه الكتلة. إذن، الطريقة تعمل ويمكن تطبيقها على تجمعات أخرى.
الظل على الإشعاع الخلفي ليس مجرد صورة جميلة. من شكله يمكن استنتاج كيفية انتشار الغاز داخل التجمع، وهذا بدوره يساعد في وزن التجمع واختبار كيفية عمل الجاذبية على المقاييس الكبيرة. أظهر تلسكوب سردينيا أنه قادر على رؤية هذه الظلال من الأرض، والآن يمكن لعلماء الفلك دراسة تجمعات المجرات بتفصيل أكبر من ذي قبل.
التأثير الذي يشوه فيه الغاز الساخن في تجمعات المجرات الإشعاع الكوني الخلفي سُمي باسم الفيزيائيين السوفييت رشيد سونيايف وياكوف زيلدوفيتش، اللذين تنبآ به في عام 1969.
في رواية "الاتصال" لكارل ساغان، تلتقط التلسكوبات الراديوية إشارة من حضارة خارج الأرض — هنا، يستمع التلسكوب ليس إلى إشارة، بل إلى صدى الانفجار العظيم نفسه.