قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
اكتشف تلسكوبان قويان تابعان لوكالة ناسا أقدم وأبعد ثقب أسود تم اكتشافه على الإطلاق.
ساعدت البيانات التي تم التقاطها عبر الأشعة السينية النشطة بواسطة مرصد شاندرا للأشعة السينية وتلسكوب جيمس ويب الفضائي، علماء الفلك على اكتشاف توقيع ثقب أسود متنامٍ داخل الكون المبكر بعد 470 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير، الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة.
قد يساعد هذا الاكتشاف، الذي تم وصفه في دراسة نشرت يوم الاثنين في مجلة Nature Astronomy، علماء الفلك على فهم كيفية تشكل بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة في الكون.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة أكوس بوجدان في بيان: “كنا بحاجة إلى ويب للعثور على هذه المجرة البعيدة بشكل ملحوظ، وشاندرا للعثور على ثقبها الأسود الهائل”. “لقد استفدنا أيضًا من العدسة المكبرة الكونية التي عززت كمية الضوء التي اكتشفناها.” بوجدان عالم فيزياء فلكية في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس.
كان يشير إلى تأثير يسمى عدسة الجاذبية، والذي يحدث عندما تعمل الأجسام الأقرب – في هذه الحالة العنقود المجري – مثل عدسة مكبرة للأجسام البعيدة. تقوم الجاذبية بشكل أساسي بتشويه وتضخم ضوء المجرات البعيدة في خلفية كل ما يقوم بالتكبير، مما يتيح مراقبة السمات السماوية غير المرئية.
اكتشف علماء الفلك الثقب الأسود في مجرة تسمى UHZ1. للوهلة الأولى، ظهرت المجرة في نفس اتجاه مجموعة من المجرات المعروفة باسم أبيل 2744، والتي تقع على بعد حوالي 3.5 مليار سنة ضوئية من الأرض. لكن البيانات التي جمعها تلسكوب ويب أظهرت أن UHZ1 هو في الواقع أبعد بكثير ويقع خارج العنقود على بعد 13.2 مليار سنة ضوئية من الأرض.
السنة الضوئية، تعادل 5.88 تريليون ميل، هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في السنة. بالنظر إلى المسافة بين الأرض والأجسام منذ الأيام الأولى للكون، عندما ترصد التلسكوبات مثل ويب هذا الضوء، فإن الأمر يشبه النظر إلى الماضي.
استخدم الفريق مرصد شاندرا للكشف عن الغاز شديد الحرارة الذي يطلق الأشعة السينية داخل UHZ1، وهي علامة واضحة على وجود ثقب أسود هائل ينمو في الحجم.
أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل مجموعة المجرات Abell، التي كثفت ضوء مجرة UHZ1 والأشعة السينية الصادرة عن الثقب الأسود بمعامل أربعة.
فك لغز كوني
ويعتقد علماء الفلك أن هذا الاكتشاف سيساعدهم على فهم أفضل لكيفية ظهور الثقوب السوداء الهائلة ووصولها إلى كتلتها الهائلة بعد وقت قصير من بداية الكون.
ويريد الباحثون معرفة ما إذا كانت الأجرام السماوية العملاقة تشكلت عندما انهارت سحب ضخمة من الغاز أم أنها نتجت عن انفجارات النجوم الضخمة الأولى.
“هناك حدود فيزيائية لمدى سرعة نمو الثقوب السوداء بمجرد أن تتشكل، ولكن تلك التي تولد أكثر ضخامة لها السبق. وقال آندي جولدينج، الباحث في علوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون في نيوجيرسي: “إن الأمر يشبه زراعة شتلة، والتي تستغرق وقتًا أقل لتنمو لتصبح شجرة كاملة الحجم مما لو كنت بدأت ببذرة فقط”.
وهو مؤلف مشارك في ورقة بحثية بعنوان Nature Astronomy ومؤلف رئيسي لورقة أخرى حول مجرة UHZ1 نُشرت في سبتمبر في The Astrophysical Journal Letters.
اكتشف الفريق الذي أبلغ عن نتائجه في مجلة Nature Astronomy أن كتلة الثقب الأسود البعيد تشبه الكتلة الكاملة لجميع النجوم داخل المجرة التي تستضيفه. وقال الباحثون إن كتلتها تقع في مكان ما بين 10 ملايين و100 مليون شمس، استنادا إلى سطوع وطاقة الأشعة السينية المنبعثة منها.
نظرية الثقب الأسود المحتملة
عادة، تبلغ كتلة الثقوب السوداء الموجودة في مراكز المجرات حوالي 0.1% فقط من كتلة النجوم داخل المجرة المضيفة لها.
يمكن أن يكون الثقب الأسود غير المعتاد “ثقبًا أسود ضخمًا” تشكل عندما انهارت سحابة ضخمة من الغاز، كما افترض بريامفادا ناتاراجان في عام 2017، وهو مؤلف مشارك في كلتا الدراستين وأستاذ جوزيف س. وصوفيا س. فروتون في علم الفلك. الفيزياء في جامعة ييل في نيو هيفن، كونيتيكت.
وقال ناتاراجان: “نعتقد أن هذا هو أول اكتشاف لـ “ثقب أسود ضخم” وأفضل دليل تم الحصول عليه حتى الآن على أن بعض الثقوب السوداء تتشكل من سحب ضخمة من الغاز”. “لأول مرة نشهد مرحلة قصيرة حيث يزن الثقب الأسود الهائل ما يعادل وزن النجوم في مجرته، قبل أن يتراجع.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com