خب بچه‌ها، بذارین یه خبر هیجان‌انگیز براتون تعریف کنم! تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope یا همون JWST که یه اختراع فوق پیشرفته‌ی ناساست برای دیدن اعماق فضا) ظاهرا تونسته دورترین و قدیمی‌ترین سیاه‌چاله فوقسنگین (این سیاه‌چاله‌های غول‌آسا هستن که میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برابر خورشید جرم دارن!) رو پیدا کنه. این سیاه‌چاله تو یه کهکشان به اسم GHZ2 قرار داره و انقدر از ما دوره که نوری که الان ازش به دستمون رسیده، مربوط به زمانی هست که فقط ۳۵۰ میلیون سال از بیگ بنگ گذشته بود! یعنی تقریبا ابتدایی‌ترین روزای عمر کل کائنات!
ماجرا از این قراره که دانشمندها با کمک ابزارهای خاص جیمز وب، یعنی Near Infrared Spectrograph و Mid-Infrared Instrument، تونستن نور کهکشان رو تو طول موج‌هایی متفاوت از اون چیزی که چشم آدمیزاد می‌بینه رصد کنن. چون کیهان مدام در حال گسترشه، نور کهکشانا مخصوصا کهکشان‌های خیلی دور، کش میاد و از حالت مرئی به فروسرخ تغییر پیدا می‌کنه، که جیمز وب استاد پیدا کردن این نورهاست!
حالا داستان جذاب‌تر میشه: اوایل فکر می‌کردن یعنی اصلا چجوری ممکنه یه سیاه‌چاله فوق سنگین تو این مدت زمان کم بعد از تشکیل دنیا، اینقدر عظیم شده باشه؟ چون معمولا باور بر اینه که سیاه‌چاله‌ها و کهکشاناشون با هم و کمی آروم آروم رشد می‌کنن. ولی این کشف نشون میده بعضیاشون خیلی سریع و پرسرعت رشد کردن. اینجاست که دوتا فرضیه مطرح میشه: یا این سیاه‌چاله‌ها در ابتدا خیلی کوچیک بودن و با سرعت فضایی رشد کردن (که بهش میگن light seed یعنی دونه سبک!)، یا از اول جرمی خیلی بزرگ‌تر داشتن و یه جورایی یه شروع قوی داشتن (heavy seed یعنی دونه سنگین!).
حالا نکته باحال اینجاست که وقتی دانشمندا به طیف نور GHZ2 نگاه کردن، به یه سری خطوط طیفی خیلی پرانرژی رسیدن که بهشون emission line یا خط نشری میگن – اینا معمولا حاصل انرژی گرفتن الکترونای یه اتم خاص هست و وقتی دوباره انرژی‌شون رو از دست میدن، نورشون به صورت خطوط رنگی خاصی ثبت میشه. وجود یه خط ویژه به اسم C IV λ1548 که از کربن سه بار یونیزه شده (یعنی کربن سه تا الکترونش رو از دست داده) پیش خودشون گفتن وای وای، همچین چیزی رو فقط میشه تو مرکزشبکه‌های کهکشانی فعال (AGN یا Active Galactic Nucleus – یعنی بخش مرکزی کهکشان که یه سیاه‌چاله گرسنه داره ماده رو قورت میده!) پیدا کرد.
جورج زاوالا (همکار این پژوهش) هم گفته که معمولا این مدل خطوط شدید یونیزه فقط تو محیط‌هایی که انرژی خیلی زیاد هست به دست میاد، مثلا جایی که یه سیاه‌چاله وسط قصه داره کامیون کامیون ماده می‌بلعه. البته، عجیبیش اینجاست که همه نشونه‌های AGN رو تو این کهکشان ندیدن؛ و این باعث شده این احتمال مطرح بشه که شاید ستاره‌های سوپرمسیو (خیلی خیلی بزرگ‌تر از خورشید ما، مثلاً صدها یا هزارها برابر) زیادی تو GHZ2 بودن، یا حتی روند تولد ستاره‌ها تو این کهکشان کلن با چیزی که تو راه شیری می‌بینیم فرق داشته.
کل این ماجرا دانشمندا رو مجبور کرده چندین مدل جدید بسازن و مدام با داده‌های تازه چک کنن تا بفهمن دقیقاً سهم ستاره‌ها و سهم سیاه‌چاله تو روشنایی کهکشان چقدره. نتیجه این شده که خطوط مرئی رو میشه با وجود ستاره‌ها توجیه کرد، اما اون خط فوق‌العاده قوی کربن فقط وقتی قابل توجیه میشه که مطمئن باشیم یه AGN هم وسط قصه هست، یعنی سیاه‌چاله‌ای که داره فعالانه ماده می‌بلعه.
البته تیم تحقیق فعلاً همه جزییات رو ندارن و برای اثبات نهایی دارن دنبال داده بیشتر از جیمز وب می‌گردن تا بتونن طیف نورهایی با وضوح بیشتر از GHZ2 بگیرن. همینطور داده‌هایی از آرایه‌ی آتاکاما (بزرگ‌ترین تلسکوپ موج میلی‌متری روی زمینه) میتونه کمک کنه تا تصویر کامل‌تری از روند انرژی‌بخشی تو GHZ2 داشته باشن.
اگر همه چیز تایید بشه، GHZ2 میشه دورترین سیاه‌چاله فوقسنگین که تا حالا رصد شده! این کشف مثل یه آزمایشگاه طبیعی برای محک زدن فرضیه‌های Light Seed و Heavy Seed در مورد نحوه رشد سریع سیاه‌چاله‌ها چندصد میلیون سال بعد از بیگ بنگه. تازه باعث میشه بفهمیم رشد سیاه‌چاله‌ها میتونه خیلی پیچیده‌تر و پرسرعت‌تر از چیزی باشه که تا حالا فکر می‌کردیم!
پ.ن: اگر دوست داشتین بدونین اگه کسی تو یه سیاه‌چاله بیفته چی سرش میاد، یا چرا انفجار بعضی سیاه‌چاله‌ها صدها برابر خورشید نور دارن، کلی مطلب جالب هست که می‌تونین سرچ کنین 😉
منبع: +
