اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقدم ثقب أسود في الكون – وحش كوني أثقل بعشرة ملايين مرة من الشمس
اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقدم ثقب أسود معروف في الكون ، ويعتقد علماء الفلك أنه حتى الثقب الأقدم كان من الممكن أن يجتاح الكون الشاب.
ال تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، التي تسمح لها كاميراتها القوية بالنظر إلى الوراء في الزمن إلى المراحل الأولى من الكون ، اكتشفت الثقب الأسود الهائل ، الذي تبلغ كتلته 10 ملايين مرة كتلة الشمس ، في مركز مجرة صغيرة تبلغ 570 مليونًا. بعد سنوات من بدء الكون.
يمكن أن يكون الوحش الكوني مجرد واحد من عدد لا يحصى الثقوب السوداء التي التهمت نفسها بأحجام أكبر خلال الفجر الكوني ، وهي الفترة التي بدأت حوالي 100 مليون سنة بعد الانفجار العظيم عندما توهج الكون الفتى لمليار سنة. علماء الفلك ليسوا متأكدين من سبب وجود الكثير من هذه الثقوب السوداء أو كيف أصبحت كبيرة جدًا. نشر الباحثون الذين عثروا على أحدث ثقب أسود النتائج التي توصلوا إليها في 15 مارس على خادم ما قبل الطباعة arXiv (يفتح في علامة تبويب جديدة)، ولكن لم تتم مراجعة البحث من قبل الأقران حتى الآن.
متعلق ب: الكائن الذي يخطئ في كونه مجرة هو في الواقع ثقب أسود موجه مباشرة إلى الأرض
“هذا هو أول ما نجده عند هذا الانزياح الأحمر [point in time after the Big Bang]، ولكن يجب أن يكون هناك الكثير منهم ، “مؤلف الدراسة الرئيسي ريبيكا لارسون (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الفيزياء الفلكية بجامعة تكساس في أوستن لـ Live Science. “نتوقع أن هذا الثقب الأسود لم يتشكل فقط [recently]، لذلك يجب أن يكون هناك المزيد من الأشخاص الأصغر سنًا والذين وُجدوا في وقت سابق في الكون. لقد بدأنا للتو في دراسة هذه المرة في التاريخ الكوني بهذه الطريقة مع JWST ، وأنا متحمس لنا للعثور على المزيد منها “.
تولد الثقوب السوداء من انهيار النجوم العملاقة وتنمو عن طريق التهام الغاز والغبار والنجوم والثقوب السوداء الأخرى بلا توقف. بالنسبة لبعض التمزقات الشرهة للزمكان ، يتسبب الاحتكاك في تسخين المادة الحلزونية في فجوات الثقوب السوداء ، وتنبعث منها ضوءًا يمكن اكتشافه بواسطة التلسكوبات – مما يحولها إلى ما يسمى نواة المجرة النشطة (AGN). إن النوى المجرية النشطة الأكثر تطرفاً هي الكوازارات ، وهي ثقوب سوداء فائقة الكتلة أثقل بمليارات المرات من الشمس وتطلق شرانقها الغازية مع الضوء الذي ينفجر تريليونات المرات من ألمع النجوم.
نظرًا لأن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة عبر فراغ الفضاء ، فكلما نظر العلماء إلى الكون بشكل أعمق ، زاد الضوء الذي يعترضونه عن بعد و مرة أخرى في الوقت المناسب يرون. لتحديد الثقب الأسود ، قام علماء الفلك بمسح السماء بكاميراتين تعمل بالأشعة تحت الحمراء – جهاز JWST للأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) وكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة – واستخدموا أجهزة الطيف المدمجة في الكاميرات لتحطيم الضوء إلى الترددات المكونة له.
من خلال تفكيك هذه الومضات الباهتة المرسلة من السنوات الأولى للكون ، وجدوا ارتفاعًا غير متوقع بين الترددات الموجودة داخل الضوء – وهي علامة رئيسية على أن المادة الساخنة حول الثقب الأسود كانت تبث آثارًا باهتة من الضوء عبر الكون.
كيف تشكلت الثقوب السوداء فجأة في بدايات الكون لا يزال لغزا. لا يزال علماء الفلك يبحثون عن الثقوب السوداء “البدائية” الأصغر سنًا ، والتي ظهرت بعد فترة وجيزة – أو وفقًا لبعض النظريات ، حتى من قبل – الانفجار العظيم. لكن حتى الآن ، ما زالت بعيدة المنال.
هناك نظريتان رائدتان حول كيفية نمو العديد من الثقوب السوداء بسرعة كبيرة بعد الانفجار العظيم: أنها بقايا نجوم عملاقة تشكلت أسرع بكثير من تلك التي نعرفها اليوم ، أو أن السحب المتصاعدة من الغاز الكثيف للغاية انهارت فجأة لتشكلت. كل التمزقات المستهلكة في الزمكان.
قال لارسون: “طريقة الانهيار المباشر يجب أن تبدأ بكمية أكبر من المادة في المجرة تنهار مباشرة في ثقب أسود”. “هذا أقل احتمالًا ولكنه سيستغرق وقتًا أقل ، ولم يكن هناك الكثير من الوقت في النقطة التي لاحظناها فيها.”
على الأرجح ، هو ما يسمى بـ Population III Star – فئة من النجوم المفترضة التي كانت أول من وجد في الكون على الإطلاق ومصنوعة من الهيدروجين والهيليوم فقط – والتي انفجرت وخلفت وراءها ثقبًا أسودًا بعد حوالي 200 مليون سنة أوضح لارسون أن الانفجار العظيم “ثم تراكم الكثير من المواد بسرعة كبيرة وأحيانًا بمعدل أسرع من المستقر” لتنتفخ إلى الحجم الذي لاحظه الباحثون.
سيبدأ الباحثون الآن العمل جنبًا إلى جنب مع الفريق الذي بنى MIRI للبحث عن توقيع أقوى للضوء من المجرة البعيدة. يمكن أن تحتوي هذه الانبعاثات على أدلة إضافية حول كيفية تشكل الثقب الأسود الغامض في مركز المجرة.
