بعد عقود من الملاحظات، قام جهد دولي بقيادة باحثين في كلية الرياضيات والفيزياء بجامعة كوينزلاند بإنشاء أكبر مجموعة بيانات على الإطلاق للمستعرات الأعظم. تتضمن مجموعة البيانات معلومات عن 2884 مستعرًا أعظم من النوع 1a، والذي يُعتبر من الأنواع النادرة التي تحدث مرة واحدة فقط كل 500 عام. تتكون هذه المستعرات من أنظمة ثنائية عندما يسحب قزم أبيض كمًا كبيرًا من المواد من رفيق نجمي أو عندما يندمج قزمان أبيضان.

يهتم علماء الفلك بصورة خاصة بالمستعرات الأعظمية لسببين رئيسيين. أولاً، تعتبر واحدة من أكثر الأحداث ديناميكية في الكون، وثانيًا، يتم استخدامها في قياس المسافات الكونية. من خلال هذا الاستخدام، يسعى علماء الفلك إلى فهم أفضل للطاقة المظلمة، وهي القوة الغامضة التي يُعتقد أنها المحرك الرئيسي لعملية التوسع الكوني. وبفضل مجموعة البيانات الجديدة، استنتج الباحثون أن الطاقة المظلمة قد لا تكون ثابتة كما كان يُعتقد سابقًا.

ترأس الفريق الدولي رايان كاميليري، الذي يُعتبر مرشح دكتوراه في كلية الرياضيات والفيزياء بجامعة كوينزلاند، وقد ضم الفريق باحثين من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وأستراليا وجنوب أفريقيا وإسبانيا وفرنسا. تجمع مجموعة البيانات بين 30 عامًا من القياسات التاريخية وبيانات من مسح الطاقة المظلمة (DES) الذي تم نشره في عام 2024، جنبًا إلى جنب مع مجموعات بيانات كونية أخرى.

وفي إطار بحثهم، أشار كاميليري إلى أنهم أعادوا بناء ثلاثة عقود من الملاحظات الفلكية بطريقة متسقة ومنظمة. كما أشار إلى أنهم قاموا بدمج بياناتهم مع قياسات كونية أخرى تضمنت الضوء المتبقي من الانفجار الكبير وخرائط توزيع المجرات عبر الفضاء.

لتوحيد المعلومات، قام الفريق بمراجعة وتحليل بيانات المستعرات الأقدم باستخدام تقنيات حديثة. كما صرح كاميليري بأنهم تعلموا الكثير عن السلوكيات المختلفة للمستعرات الأعظم، وقد استخدموا هذه المعرفة لتحديث البيانات القديمة. وعلاوة على ذلك، بذل الباحثون جهودًا كبيرة لربط المشاهدات من التلسكوبات المتعددة التي تدرس الكون عبر أطوال موجية متفاوتة. كما أخذت البيانات المجمعة في اعتبارها العوامل التي قد تؤثر على الضوء الصادر من المستعرات الأعظم، مثل الغبار الكوني وعدسة الجاذبية.

تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى تباين مع المفاهيم السابقة التي كانت تفترض أن آثار الطاقة المظلمة (المعروفة أيضًا ثابت هابل لوميتر) كانت ثابتة بلا تغيير. حيث أكد كاميليري:

قمنا أيضًا بدمج تأثيرات أكثر تحديدًا مثل عدسة الجاذبية، والتي تُعبر عن انحناء وتضخيم الضوء حول الأجسام الكبيرة أثناء انتقاله من المستعر الأعظم إلى الأرض. بدلاً من تعزيز النموذج القياسي لعلم الكون، الذي يفترض أن الطاقة المظلمة ثابتة وغير قابلة للتغيير، لدينا مزيد من الأدلة على أن الطاقة المظلمة قد تتغير بمرور الوقت.

تشير هذه النتائج أيضاً إلى نتائج أخرى تفيد بأن تأثيرات الطاقة المظلمة قد تختلف مع مرور الزمن، بما في ذلك البيانات الجديدة المستمدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي والملاحظات الجديدة من أداة مسح الطاقة المظلمة (DESI).

وعلقت عالمة الفيزياء الفلكية البروفيسور تامارا ديفيس قائلة: “تعتبر مجموعة البيانات هذه خطوة مثيرة نحو فهم الطبيعة الحقيقية للطاقة المظلمة:

أظهرت بيانات المستعر الأعظم من DES لعام 2024 لأول مرة إشارات تدل على أن الطاقة المظلمة قد تكون قابلة للتغيير، ويظهر هذا التجميع الجديد أيضًا انحرافًا عن النموذج القياسي، رغم أنه في اتجاه مختلف قليلاً. كما تظهر نتائج أداة التحليل الطيفي للطاقة المظلمة (DESI) إشارات لوجود اختلافات في الطاقة المظلمة أثناء مسوحاتها للموجات الصوتية الأحفورية من الكون المبكر.

في المقابل، اكتشفت قياسات مستقلة متعددة أدلة تشير إلى أن النموذج القياسي لعلم الكونيات – المسمى نموذج لامدا للمادة المظلمة الباردة – قد يكون خاطئًا. لعقود، افترض العلماء أن معامل لامدا كان دافعًا مستمرًا للبنية الواسعة النطاق للكون. على مدار الأربعة مليارات سنة الماضية، تسارع هذا التوسع مع تحرك المجرات بعيدًا عن بعضها البعض، ليصبح تأثير الجاذبية المتبادلة أقل تأثيرًا.

وأضافت ديفيس: “قد تقدم كل هذه الأبحاث آفاقًا جديدة تفسر كيفية توافق الجاذبية وفيزياء الكم معًا. نحن نعرف أن كلا من هاتين النظريتين قد حققتا نجاحات ملحوظة في نطاقاتهما الخاصة، لذا إذا تمكنا من دمجهما، سيكون ذلك إنجازًا مهمًا في الفيزياء النظرية.”

تم نشر ورقة البحث التي توضح تفاصيل هذه الدراسة في منشورات الجمعية الفلكية الأسترالية.