اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) أكثر ثقب أسود فائق الكتلة نشاطا حتى الآن.
تشكلت المجرة التي تستضيف الثقب الأسود القديم ، CEERS 1019 ، في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون ، بعد 570 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم. إن الثقب الأسود الهائل النشط في مركز CEERS 1019 غير معتاد ليس فقط بسبب عمره والمسافة ، ولكن أيضًا لأنه يزن 9 ملايين كتلة شمسية فقط ، مما يعني أنه أثقل بـ 9 ملايين مرة من الشمس. عادةً ما تزن معظم الثقوب السوداء فائقة الكتلة في بدايات الكون أكثر من مليار كتلة شمسية ، مما يجعلها أكثر إشراقًا ويسهل اكتشافها.
الحجم الصغير نسبيًا للثقب الأسود في مركز CEERS 1019 هو نوع من اللغز. وفقا ل إفادة من معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، الذي يدير العمليات العلمية لـ JWST ، “لا يزال من الصعب شرح كيف تشكلت بعد وقت قصير من بداية الكون.” لطالما اشتبه علماء الفلك في أن الثقوب السوداء الأصغر يجب أن تكون قد تشكلت في الأيام الأولى للكون ، لكن هذه الملاحظات هي أول من رآها بمثل هذه التفاصيل.
قال ديل كوتشيفسكي من كولبي كوليدج في ووترفيل بولاية مين الذي قاد واحدة من ثلاث دراسات جديدة التي استخدمت JWST للنظير في الكون البعيد. “نعتقد الآن أن الثقوب السوداء ذات الكتلة الأقل قد تكون موجودة في كل مكان ، في انتظار من يكتشفها.”
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) – دليل كامل
تم اكتشاف الثقب الأسود في CEERS 1019 باستخدام البيانات التي تم جمعها بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي كجزء من مسح التطور الكوني لعلوم الإطلاق المبكر (CEERS) ، وهو برنامج بحثي مصمم لاختبار والتحقق من صحة الطرق للتعمق في تاريخ الكون في منطقة من الفضاء بين الأبراج من Ursa Major و Boötes. لقد أثارت البيانات التي تم جمعها من أجل المسح إعجاب علماء الفلك بالفعل.
قال ستيفن فينكلشتاين ، عالم الفلك في جامعة تكساس في أوستن الذي يقود مسح CEERS وشارك في تأليفه: “حتى الآن ، كانت الأبحاث حول الأجسام في الكون المبكر نظرية إلى حد كبير” احدى دراسات CEERS 1019 التي استخدمت بيانات JWST. “مع ويب ، لا يمكننا فقط رؤية الثقوب السوداء والمجرات على مسافات بعيدة ، يمكننا الآن البدء في قياسها بدقة. هذه هي القوة الهائلة لهذا التلسكوب.”
تمكن JWST من جمع ثروة من البيانات الطيفية عن CEERS 1019 ، وهي الإشارات الكهرومغناطيسية التي تكشف عن التركيب الكيميائي والكتلة والخصائص الأخرى للمجرة. تكشف البيانات أن المجرة تنتج نجومًا جديدة بنشاط ، ربما نتيجة الاندماج مع مجرة أخرى تغذي النشاط في الثقب الأسود المركزي لـ CEERS 1019.
بالإضافة إلى اكتشاف الثقب الأسود في مركز CEERS 1019 ، وجد الاستطلاع أيضًا “ثقلين آخرين بوزن خفيف” ، ثقوب سوداء فائقة الكتلة ذات كتل أصغر مما يُرى عادةً في الثقوب السوداء على تلك المسافة.
تشكل هذان الثقبان الأسودان ، الموجودان في قلب المجرات CEERS 2782 و CEERS 746 ، 1.1 مليار سنة ومليار سنة بعد الانفجار العظيم ، على التوالي. يزن كل منها حوالي 10 ملايين كتلة شمسية.
للمقارنة: الثقب الأسود الموجود في قلب مجرتنا درب التبانة ، والمعروف باسم Sagittarius A * ، أكبر بنحو 4.3 مليون مرة من كتلة الشمس. لكن هذا خفيف جدًا بالنسبة لثقب أسود فائق الكتلة. العملاق الموجود في مركز المجرة M87 ، على سبيل المثال ، يؤوي حوالي 6.5 مليار كتلة شمسية.
قصص ذات الصلة:
– تبدو حلقات زحل رائعة في صورة تلسكوب جيمس ويب الأول لعملاق الغاز
– يقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي برصد جزيء الكربون في قرص تشكيل الكواكب
– يرى تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول ضوء نجم من النجوم الزائفة القديمة في اكتشاف رائد
تم اكتشاف 11 مجرة إجمالاً باستخدام بيانات مسح CEERS لـ JWST ، وهي مجرات يعتقد أنها تشكلت بين 470 إلى 675 مليون سنة بعد الانفجار العظيم. قال الباحثون إن البيانات التي تنتجها دراسة هذه المجرات يمكن أن تحدث ثورة في فهم علماء الفلك لكيفية تشكل النجوم والمجرات وتطورها عبر التاريخ الكوني.
قال بابلو أرابال هارو من NOIRLab ، وهو مؤلف رئيسي لإحدى الدراسات التي تستخدم مسح CEERS: “لقد طغت علي كمية الأطياف التفصيلية للغاية للمجرات البعيدة التي عادت Webb”. “هذه البيانات لا تصدق على الإطلاق.”
ثلاث دراسات منفصلة استخدام بيانات مسح CEERS تم قبولها للنشر في مجلة The Astrophysical Journal Letters و تتوفر على خادم ما قبل الطباعة arXiv.