کشف ابرسیاه‌چاله‌ای که قبل از کهکشانش تشکیل شده است!

به گزارش خبرگزاری آفتاب.

تلسکوپ فضایی جیمز وب شواهدی از یک سیاهچاله بسیار پرجرم را مشاهده کرده است که از بدو تولد پرجرم بوده و به نظر نمی رسد وارد مرحله فروپاشی ستاره شده باشد. مرحله ای که در آن سیاهچاله از کهکشان میزبان خود تغذیه می کند تا اندازه آن را افزایش دهد.

پروفسور روبرتو مایولینو از آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج و مؤسسه کیهان شناسی کاولی، که یکی از نویسندگان این مطالعه در مورد این پدیده است، این نتایج را به عنوان “بازبینی کامل سناریوهای کلاسیک چگونگی شکل گیری و رشد سیاهچاله ها” توصیف می کند.

برای دهه‌ها، باور علمی این بود که ستارگان عظیم در نهایت به یک کهکشان موجود فرو می‌روند و مواد اطراف را در این فرآیند می‌بلعند و منجر به تشکیل یک سیاه‌چاله می‌شوند. ما اکنون شواهدی از سیاهچاله ای داریم که میلیون ها برابر بزرگتر از خورشید ماست، و نسبتاً سریع رشد کرده است، بدون اینکه تمام کهکشان های اطراف را ببلعد.

محققان در این مطالعه می گویند که اولین اندازه گیری مستقیم جرم یک سیاهچاله در کیهان اولیه را با استفاده از جیمز وب انجام داده اند. این سیاه‌چاله غول‌پیکر که با نام «Abell2744-QSO1» شناخته می‌شود، به نظر می‌رسد قدیمی‌تر از کهکشان خود باشد و ممکن است در اولین ثانیه پس از انفجار بزرگ شکل گرفته باشد.

محققان مشاهدات دقیقی از Little Red Dot QSO1 انجام داده اند. تصور می شود که بیشتر این نقاط قرمز کوچک سیاهچاله های بسیار پرجرم هستند که توسط گازهای متراکم از کیهان اولیه احاطه شده اند.

این نقطه قرمز کوچک احتمالا تنها 700 میلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است. در همین حال، مدت‌ها تصور می‌شد که حداقل یک میلیارد سال از آغاز جهان برای تشکیل یک سیاه‌چاله بسیار پرجرم طول کشیده است.

جرم نجومی آن 40 میلیون برابر جرم خورشید ما است و در فاصله 13 میلیارد سال نوری از ما قرار دارد. این کشف نشان دهنده اولین اندازه گیری مستقیم جرم سیاهچاله در یک میلیارد سال اول پس از انفجار بزرگ است.

تلسکوپ فضایی جیمز وب سال هاست که شواهد بالقوه این سیاهچاله های اولیه را رصد می کند، اما تاکنون هیچ اندازه گیری مستقیمی انجام نشده است. این به این دلیل است که گازی که QSO1 را تشکیل می‌دهد دارای یک چرخش کپلر است که یک نقطه مرکزی را حفظ می‌کند، درست همانطور که سیارات منظومه شمسی ما به دور خورشید می‌چرخند. این به دانشمندان اجازه داد تا جرم آن را محاسبه کنند، زیرا حرکت کپلر توسط قوانین ساده گرانش اداره می شود.

ایگناس گودبالیس، محقق ارشد این مطالعه، می گوید: این مهم است زیرا به ما می گوید که بیشتر جرم QSO1 در سیاهچاله مرکزی متمرکز شده است. اگر توده به طور گسترده‌تری توزیع می‌شد، مثل اینکه ستارگان زیادی وجود داشت، گاز مشاهده‌شده این چرخش کامل کپلری را نداشت.

دکتر فرانچسکو دی یوجنیو، یکی از نویسندگان این مطالعه، افزود: «پیش از این، همه اندازه‌گیری‌های جرم سیاهچاله‌ها در جهان اولیه غیرمستقیم و بر اساس فرضیاتی در مورد آنچه ما در مورد آن‌ها در جهان اطرافمان می‌دانیم، بود.»

حال، آیا این کشف کل ایده انفجار بزرگ را نفی می کند؟ نه، اینطور نیست. درست است که جیمز وب سیاهچاله های بسیار پرجرم را کشف کرد که مدت ها پس از انفجار بزرگ وجود نداشتند، اما داستان کمی پیچیده تر است. اخترفیزیکدانان UCLA پیشنهاد کرده اند که ماده تاریک می تواند این معما را حل کند.

این به این دلیل است که وقتی ماده تاریک فروپاشی می کند، فوتون های ساطع شده احتمالاً بسیار داغ می شوند. این می تواند کل فرآیند تشکیل را تسریع کند، زیرا گاز هیدروژن می تواند آنقدر داغ شود که گرانش آن را در ابرهای غول پیکر جمع کند. این ابرها می توانند با سرعتی بسیار سریعتر از آنچه که ما به طور معمول می بینیم، به یک سیاهچاله عظیم تبدیل شوند.

با این حال، این همه تئوری است. ما به طور قطع نمی دانیم که آیا ماده تاریک واقعا وجود دارد یا خیر، و بنابراین، ما اطلاعات خاصی در مورد ترکیب آن نداریم. با این حال، ما برای درک ریاضیات به چیزی نیاز داریم و محاسبات نشان می دهد که “ماده تاریک” محتمل ترین مقصر است.