کشف دورترین سیاهچاله تأییدشده جهان؛ تحولی در درک کیهان اولیه

به گزارش سرویس علم و فناوری تابناک، گروهی از اخترشناسان بینالمللی، به رهبری مرکز Frontier کیهانی دانشگاه تگزاس در آستین، موفق به کشف دورترین سیاهچاله تأییدشده در کیهان شدند؛ سیاهچالهای ابرپرجرم که در دل کهکشانی نادر و فشرده به نام CAPERS-LRD-z9 قرار دارد. این کهکشان تنها ۵۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ (Big Bang) شکل گرفته و نور آن ۱۳.۳ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد. به بیان دیگر، اخترشناسان در حال تماشای جهانی هستند که تنها ۳٪ از عمر کنونیاش را پشت سر گذاشته است. این کهکشان چیست؟ CAPERS-LRD-z9 عضوی از گروه کهکشانهای بسیار نادری به نام «نقاط سرخ کوچک» (Little Red Dots) است؛ اجرامی فشرده، بسیار درخشان و با رنگی سرخ، که تنها در بازهی یک تا ۱.۵ میلیارد سال نخست کیهان دیده میشوند. این کهکشان در ابتدا تنها لکهای سرخرنگ در تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب بود، اما طیفسنجی پیشرفته نشان داد که در مرکز آن، یک سیاهچالهی فعال و فوقالعاده عظیم قرار دارد که موجب این درخشندگی غیرعادی شده است. تیم پژوهشی از دادههای پروژهی CAPERS (مطالعه منشور منطقه بازآیونش) استفاده کرد؛ یکی از برنامههای پیشگامانهی تلسکوپ جیمز وب که با هدف شناسایی و تحلیل دوردستترین کهکشانها طراحی شده است. با استفاده از طیفسنجی، ستارهشناسان توانستند امضای خاص گازهای پرسرعت اطراف سیاهچاله را شناسایی کنند. گازهایی که هنگام سقوط به درون سیاهچاله فشرده و داغ میشوند و نوری با طولموجهای خاص منتشر میکنند — نشانهای انحصاری از حضور یک سیاهچاله فعال. چرا این کشف مهم است؟ این سیاهچاله که تا ۳۰۰ میلیون برابر جرم خورشید تخمین زده میشود، جرمی تقریباً برابر با نیمی از کل جرم ستارههای کهکشان میزبان خود دارد. چنین جرمی در چنین دورهی زمانی کوتاه پس از مهبانگ، فراتر از پیشبینی مدلهای موجود است. دکتر استیون فینکلشتاین، مدیر مرکز Frontier کیهانی، در این باره گفت: این یافتهها نشان میدهند که یا سیاهچالهها در کیهان اولیه بسیار سریعتر از آنچه تصور میکردیم رشد کردهاند، یا اینکه اصلاً از ابتدا بسیار پرجرمتر به وجود آمدهاند. راز رنگ سرخ و درخشش زیاد رنگ سرخ خاص CAPERS-LRD-z9، بهجای نشانهای از سن زیاد ستارهها، احتمالاً ناشی از عبور نور از میان ابری ضخیم از گاز است که اطراف سیاهچاله را احاطه کرده. این گاز، نور را به طولموجهای قرمزتر میکشاند و باعث رنگ غیرعادی کهکشان میشود. همچنین، این کشف فرضیهای را تقویت میکند که درخشش شدید کهکشانهای «نقطه سرخ کوچک» نه از ستارههای فراوان، بلکه از فعالیت سیاهچالهها سرچشمه میگیرد. پژوهشگران اکنون در حال برنامهریزی برای انجام مشاهدات دقیقتر و با وضوح بالاتر از CAPERS-LRD-z9 هستند تا بهتر بفهمند نقش سیاهچالهها در شکلگیری این نوع کهکشانها چیست و آیا این الگو در دیگر نقاط سرخ کوچک نیز تکرار میشود یا نه. دکتر آنتونی تیلور، نویسنده اصلی مقاله، اظهار داشت: این یک جرم نمونهای فوقالعاده است. برای نخستینبار، میتوانیم روند رشد سیاهچالهها در ابتدای کیهان را از نزدیک بررسی کنیم.