فيرا روبين: عالمة الفلك التي جلبت المادة المظلمة للضوء

فيرا روبين تعمل في مرصد لويل في فلاغستاف ، أريزونا عام 1965.

فيرا روبين تعمل في مرصد لويل في فلاغستاف ، أريزونا عام 1965. (مصدر الصورة: واشنطن تايمز / زوما)



غيرت عالمة الفلك فيرا روبن طريقة تفكيرنا في الكون من خلال إظهار أن المجرات هي في الغالب مادة مظلمة.



في ليلة جافة وصافية في مرصد قمة كيت في جبال جنوب أريزونا ، راقب روبن عن كثب أطياف النجوم في مجرة ​​المرأة المسلسلة لتحديد سرعاتها. كانت ظروف المراقبة مثالية ، إن لم يكن للحرارة المتصاعدة من صحراء سونوران أدناه. تناوبت روبين بين تناول أكواز الآيس كريم وتطوير التعرضات التي التقطتها للتو زميلتها ، كينت فورد ، في منصة المراقبة. كانت هذه أول ليلة ناجحة لهم في تحديد مدى سرعة دوران نجوم المجرة حول مركزها (ما يسميه علماء الفلك منحنى الدوران). كان ذلك في عام 1968 ، وكانت حركات المجرات لا تزال لغزا.

'جاءت المفاجآت بسرعة كبيرة ،' يتذكر روبن بعد سنوات في أ حساب مكتوب من حياتها. 'بحلول نهاية الليلة الأولى ، شعرنا بالحيرة من شكل منحنى الدوران.'



كان منحنى الدوران مسطحًا ، مما يعني أن النجوم في الحلزونات الخارجية للمجرة كانت تدور بنفس سرعة النجوم القريبة من المركز. الأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن النجوم الموجودة في الحلزونات الخارجية كانت تدور بسرعة كبيرة بحيث كان من المفترض أن تتباعد عن بعضها البعض. لم تكن كتلة النجوم المرئية كافية لتماسك المجرة معًا. كان هناك قدر غير عادي من المادة المفقودة.

أصبحت مجرة ​​المرأة المسلسلة هي الأولى من بين العديد من المجرات ذات منحنيات الدوران غير المبررة ، والتي لاحظها روبن مع فورد. كشفت اكتشافات روبن التي امتدت على مدى عقود أن هناك الكثير في الكون أكثر مما تراه العين. كان الكون ممتلئًا بالمادة المظلمة.

كشف الظلام

اقترح عالم الفلك السويسري فريتز زويكي لأول مرة وجود المادة المظلمة في عام 1933 بعد مراقبة حركة المجرات في مجموعة الغيبوبة. كان يجب أن تتباعد مجموعة المجرات التي لاحظها إذا لم تكن هناك كتلة إضافية تجمعها معًا. نظرًا لعدم وجود المزيد من الأدلة ، سرعان ما رفض المجتمع العلمي فكرته.



بفضل جزء كبير من عمل روبن ، يعتقد العلماء الآن أن حوالي 20 ٪ فقط من المادة في الكون مرئية. 80٪ الباقية عبارة عن مادة مظلمة.

لكن ما هي المادة المظلمة؟

قالت ريجينا كابوتو ، عالمة الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: 'لا نعرف'. نحن نعلم ما هو ليس كذلك. إنها ليست مكونة من مادة 'طبيعية' مثل البروتونات أو النيوترونات أو الإلكترونات أو النيوترينوات. نحن نعلم أنها مستقرة. نحن نعلم أنه غير مشحون. لدينا مجموعة من الكتل التي يمكن أن تكون. لكن بعد ذلك ، لم نكتشف ذلك بعد.



مستوحاة من روبن ، أمضت كابوتو معظم حياتها المهنية في محاولة اكتشاف المادة المظلمة. تستخدم حاليًا ملاحظات أشعة جاما من تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما للعثور على علامات المادة المظلمة في قلوب المجرات.

يقدر علماء الفلك أن المادة المرئية في باندورا

يقدر علماء الفلك أن المادة المرئية في عنقود باندورا تشكل خمسة بالمائة فقط من كتلتها. إنهم يعتقدون أن الباقي مصنوع من المادة المظلمة - وهو اكتشاف لم يكن ممكنًا بدون فيرا روبن.(رصيد الصورة: ناسا / هابل)

سنوات روبن الأولى

بدأ تقارب روبن لعلم الفلك في سن مبكرة. ولدت في 23 يوليو 1928 لأبوين يهوديين مهاجرين شجعوا اهتمامات روبن العلمية منذ البداية. ساعدها والدها في بناء تلسكوب من الورق المقوى تستخدمه لتصوير حركة النجوم. أقنعت والدتها أمين المكتبة بالسماح لروبن بمراجعة الكتب العلمية من قسم البالغين في المكتبة المحلية. لكن فضول روبن الذي لا ينضب هو الذي دفعها في الغالب.

قال روبن في إحدى مقالاته: 'بحلول سن الثانية عشرة ، أفضل البقاء مستيقظًا ومشاهدة النجوم بدلاً من النوم' مقابلة مع آلان لايتمان في عام 1989 . بدأت التعلم. بدأت أذهب إلى المكتبة وأقرأ. لكن في البداية كنت أشاهد النجوم من غرفة نومي حقًا. لم يكن هناك شيء مثير للاهتمام في حياتي مثل مشاهدة النجوم كل ليلة.

لطالما ألقت شغفها على التعلم بظلالها على الوحدة التي شعرت بها كامرأة في مجال علم الفلك. وفق المتحف الأمريكي لتاريخ الطبيعة ، كانت روبن طالبة علم الفلك الوحيدة في خريجاتها عام 1948 في كلية فاسار النسائية في نيويورك. عندما حاولت التقدم إلى جامعة برينستون للدراسات العليا ، رفضوها لأن برنامج علم الفلك لم يقبل الطالبات. غير منزعجة ، التحقت بجامعتي كورنيل وجورج تاون لمدارس الدراسات العليا.

فيرا روبن في مكتبها في معهد كارنيجي بواشنطن في 14 يناير 2010.

فيرا روبن في مكتبها في معهد كارنيجي بواشنطن في 14 يناير 2010.(مصدر الصورة: Linda Davidson / The Washington Post عبر Getty Images)

في جورجتاون ، كان عليها أن توازن بين الأسرة والبحث. مع طفل تعتني به وطفل آخر في الطريق ، بدأت دراسات الدكتوراه بأخذ دروس في الليل. كان زوجها ، روبرت روبين ، يقودها إلى الجامعة ، منتظرًا في السيارة أثناء دراستها.

بعد سنوات ، أصبحت أول امرأة يُسمح لها بالمراقبة في مرصد بالومار الشهير - وهو نفس المرصد الذي استخدمه فريتز زويكي لمراقبة مجموعة الغيبوبة. عندما رأت أن الحمام الوحيد في المرصد كان مكتوبًا عليه 'رجال' ، قامت برسم امرأة متعرجة ولصقها على الباب.

لم يقبل زملائها بحث روبين خلال مسيرتها المهنية المبكرة إلى حد كبير. كانت أطروحة الماجستير الخاصة بها حول حركات المجرات واسعة النطاق مثيرة للجدل. تم تجاهل أطروحة الدكتوراه الخاصة بها إلى حد كبير.

رغبًا في تجنب مجالات بحث أكثر تنافسية أو خلافًا ، بدأ روبن في البحث عن دوران المجرات. أدى ذلك إلى حصول روبن على منصب دائم في معهد كارنيجي بواشنطن العاصمة ، حيث التقت مع كينت فورد وتعاونت معه.

إرث روبن

واصلت روبن بحثها لتكشف عن وجود المادة المظلمة في العديد من المجرات خلال الفترة المتبقية من حياتها المهنية. إن القدر المتزايد من الأدلة من بحثها سيجعل قضية المادة المظلمة أمرًا لا يمكن إنكاره.

تقديراً لمساهماتها في علم الفلك ، تم انتخابها في الأكاديمية الوطنية للعلوم في عام 1981. وفي عام 1993 ، منحها الرئيس بيل كلينتون الميدالية الوطنية للعلوم. على الرغم من تجاهلها من قبل لجنة نوبل ، إلا أنها كانت ولا تزال مصدر إلهام للمرأة في مجال العلوم.

قال كابوتو لموقع ProfoundSpace.org: 'لقد حددت حقًا معاناتها في الحصول على منصب دائم'. لقد ارتدت من وظيفة إلى أخرى لأكثر من عقد. ومع ذلك ، فقد ألهمني نضالها لمواصلة الدفع ، والقيام بما أحبه وأعتقد حقًا أن شيئًا ما سينجح. والآن ، أنا عالم في وكالة ناسا.

توفيت روبن في يوم عيد الميلاد عام 2016 ، عن عمر يناهز 88 عامًا. فيرا روبن ريدج في فوهة غيل على المريخ وسمي الكويكب 5726 روبن تكريما لها. ورث أبناؤها الأربعة فضولها حول الكون ، ويحمل كل منهم درجة الدكتوراه في العلوم.

كتب روبن في عام 2011: 'كانت حياتي رحلة ممتعة. أصبحت عالمة فلك لأنني لم أستطع تخيل العيش على الأرض وعدم محاولة فهم كيفية عمل الكون'.

مصادر إضافية: