جیمز وب کهنسال‌ترین سیاه‌چاله جهان را شکار کرد

ستاره‌شناس‌ها با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، دوردست‌ترین سیاهچاله‌ی کلان‌جرم تغذیه‌کننده‌ی فعال را رصد کردند. این سیاه‌چاله با جرم تقریبی ۹ میلیون جرم خورشیدی، یکی از کم‌جرم‌ترین سیاه‌چاله‌های نوع خود محسوب می‌شود.

به‌گزارش لایوساینس، پژوهشگرها کهکشان میزبان سیاهچاله‌ی کلان‌جرم را در بخشی از نقشه‌ی علمی انتشار اولیه‌ی تکامل کیهانی (CEERS) مشاهده کردند. کهکشان موسوم به CEERS 1019، زمانی که تنها ۵۷۰ میلیون سال از عمر جهان می‌گذشت، رصد شد.

پژوهشگرها به رهبری استیون فینکلستین از دانشگاه آستین تگزاس، دو سیاه‌چاله‌ی دیگر را در فاصله‌های ۱ و ۱٫۱ میلیارد سال پس از بیگ‌بنگ رصد کردند. همچنین ۱۱ کهکشان بین ۴۷۰ میلیون و ۶۷۵ میلیون سال از تاریخ کیهان دیده شدند.

بر اساس توضیحات فینکلستین، تاکنون پژوهش‌های مربوط به اجرام در جهان آغازین به شدت نظری بودند، با تلسکوپ جیمز وب نه تنها می‌توان سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌های دوردست را رصد کرد، بلکه می‌توان با دقت بالایی به اندازه‌گیری آن‌ها پرداخت.

نتایج پژوهش که اولین یافته‌های CEERS هم به شمار می‌روند، در ماه می در نسخه‌ی ویژه‌ی مجله‌ی Astrophysical منتشر شد.

سیاه‌چاله‌ی کوچک حریص

جرم سیاه‌چاله‌ی قلب کهکشان CEERS 1019، نزدیک به ۹ میلیون خورشید است. از این رو شاید این سیاه‌چاله به نظر سنگین برسد اما جرم بسیاری از سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم می‌تواند به میلیاردها برابر ستاره‌ی ما برسد. با این حال، وجود چنین سیاه‌چاله‌های عظیمی در جهان آغازین، به معمای گیج‌کننده‌ای برای دانشمندان تبدیل شده است.

دلیل کوچک بودن سیاه‌چاله‌ی یادشده این است که فرآیندهای لازم برای رشد آن مثل ادغام موفق با سیاه‌چاله‌های دیگر یا حتی تغذیه‌ی حریصانه از مواد اطراف، بیشتر از ۵۷۰ میلیون سال به طول می‌انجامند؛ بنابراین سیاه‌چاله‌ای در مقیاس سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم راه شیری که ۴٫۵ میلیون برابر خورشید جرم دارد، قاعدتا باید در گذشته‌های نزدیک‌تری از جهان دیده شود.

به گفته‌ی ربکا لارسون، یکی از مؤلفان پژوهش از دانشگاه آستین تگزاس، نگاه کردن به اجرام دوردست با جیمز وب، مانند نگاه کردن به داده‌های سیاه‌چاله‌های موجود در کهکشان‌های نزدیک به زمین است. دانشمندان مدت‌ها به وجود چنین سیاه‌چاله‌های کلان‌جرمی در آغاز جهان شک داشتند اما از اواسط سال ۲۰۲۲ که جیمز وب، چشم فروسرخ خود را به جهان باز کرد، همه چیز تغییر کرد و این سیاه‌چاله‌ها اثبات شدند.

پرتوهای نوری نشان می‌دهند سیاه‌چاله‌ی CEERS ۱۰۱۹ به شکل فعالی از مواد اطراف خود تغذیه می‌کند. سیاه‌چاله‌های تغذیه‌کننده‌ی این چنینی با نوارهایی از گاز و غبار در حال سقوط، موسوم به قرص‌های برافزایشی احاطه شده‌اند. نه‌تنها تأثیر گرانشی سیاه‌چاله باعث داغ شدن مواد و درخشش دیسک می‌شود، بلکه میدان‌های مغناطیسی قدرتمند هم مواد را به قطب‌های سیاهچاله می‌برند؛ در این ناحیه، مواد به شکل جت‌های دوقلوی متحرک با سرعتی نزدیک به سرعت نور منتشر شده و نورهای درخشانی را به وجود می‌آورند.

با رصد بیشتر پرتوهای شدید سیاه‌چاله‌ای می‌توان سرعت رشد سیاه‌چاله‌ی میزبان آن را آشکار کرد و به گذشته‌ی آن پی برد. به باور جیهان کارتلتپ، یکی از مؤلفان پژوهش، احتمالا ادغام کهکشانی، عامل افزایش فعالیت سیاه‌چاله است و حتی به شکل‌گیری ستاره‌های جدید انجامیده است.