کشف سیاهچالهای که پیش از شکلگیری کهکشان خود وجود داشته است
تلسکوپ جیمز وب موفق به کشف یک سیاهچاله کلانجرمی شده که پیش از کهکشان خود شکل گرفته است. این تلسکوپ فضایی شواهدی از یک سیاهچاله ابرجرم را مشاهده کرده که از ابتدا بزرگ بوده و به نظر میرسد مرحله فروپاشی ستارهای را تجربه نکرده باشد.
رابرتو مایولینو، استاد آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج و مؤسسه کیهانشناسی کاولی، و یکی از نویسندگان این مطالعه، این یافتهها را «بازنگری کاملی در سناریوهای کلاسیک چگونگی شکلگیری و رشد سیاهچالهها» نامید. برای سالها، تصور رایج علمی این بود که ستارگان بزرگ درون کهکشانها، در نهایت فرو میپاشند و طی این فرآیند، مواد اطراف خود را میبلعند که منجر به شکلگیری سیاهچاله میشود. با این حال، شواهدی از یک سیاهچاله داریم که میلیونها برابر بزرگتر از خورشید ماست و نسبتاً به سرعت رشد کرده، بدون اینکه مواد محیط خود را بلعیده باشد.
محققان با استفاده از تلسکوپ جیمز وب، اولین اندازهگیری مستقیم جرم یک سیاهچاله در جهان اولیه را انجام دادهاند. به نظر میرسد که این سیاهچاله ابرجرم در Abell2744-QSO1، پیش از شکلگیری کهکشان خود وجود داشته و ممکن است در همان ثانیه اول پس از بیگ بنگ شکل گرفته باشد.
تحقیقات دقیقتری بر روی Little Red Dot QSO1 انجام شده است. تصور میشود که اکثر این نقاط قرمز کوچک، سیاهچالههای کلانجرم هستند که با گاز غلیظ از جهان اولیه احاطه شدهاند. این نقطه قرمز خاص احتمالاً تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ وجود داشته است. پیش از این، تصور میشد که شکلگیری یک سیاهچاله ابرجرم حداقل یک میلیارد سال طول میکشد.
جرم این سیاهچاله ۴۰ میلیون برابر خورشید ماست و در فاصله ۱۳ میلیارد سال نوری قرار دارد. این کشف، اولین اندازهگیری مستقیم جرم یک سیاهچاله در هزار میلیون سال اول پس از بیگ بنگ را نشان میدهد. جیمز وب سالها شواهد بالقوهای از این سیاهچالههای ابتدایی را شناسایی کرده، اما هیچ اندازهگیری مستقیمی تا کنون صورت نگرفته بود. این مشکل به این دلیل بود که گاز تشکیلدهنده QSO1 دارای چرخش کپلری است و این اجازه را به دانشمندان میدهد تا جرم را محاسبه کنند.
یکی از محققان، ایگنس جوادزبالیس، توضیح داد که این موضوع مهم است زیرا نشان میدهد که بیشتر جرم QSO1 در سیاهچاله مرکزی متمرکز است. اگر جرم بیشتر توزیع شده بود، گاز این چرخش کپلری کامل را نداشت. دکتر فرانچسکو داوگنیو، از نویسندگان همکار این مطالعه، بیان کرد که پیش از این، تمام اندازهگیریهای جرم سیاهچالهها در جهان اولیه به صورت غیرمستقیم بودند و بر پایه فرضیاتی از آنچه که درباره آنها در جهان محلی میدانستیم، بنا شده بودند.
آیا این نوع کشف کل ایده بیگ بنگ را رد میکند؟ واقعاً نه. جیمز وب سیاهچالههای ابرجرمی را کشف کرده که به تازگی پس از بیگ بنگ وجود داشتهاند، اما داستان کمی عمیقتر است. اخترفیزیکدانان در UCLA مطرح کردهاند که ماده تاریک میتواند این معضل خاص را حل کند. فرض بر این است که وقتی ماده تاریک تجزیه میشود، فوتونهای گسیل شده بسیار داغ میشوند که این میتواند فرآیند تشکیل را تسریع کند و اجازه دهد گاز هیدروژن به اندازه کافی داغ شود تا گرانش آن را به ابرهای غولپیکر جذب کند. این ابرها میتوانند به طور قابل توجهی سریعتر به یک سیاهچاله ابرجرم متراکم شوند.
با این حال، تمامی این مسائل در سطح نظری قرار دارند. ما هنوز به طور قطع نمیدانیم که آیا ماده تاریک وجود دارد یا خیر، و به همین ترتیب، اطلاعات قطعی درباره ترکیب آن نیز نداریم. با این حال، ما به یک توضیح منطقی نیاز داریم و محاسبات، ماده تاریک را به عنوان محتملترین عامل معرفی میکنند.
