خب بچه‌ها، بذارید یه داستان فضایی خفن براتون تعریف کنم! یه سیاه‌چاله توی یه کهکشان عجیب به اسم «نعل اسبی کیهانی» (Cosmic Horseshoe) پیدا شده که اندازه‌اش عقل آدم رو سوت می‌کشه! این سیاه‌چاله ۳۶ میلیارد برابر خورشید ما جرمه — یعنی یکی از غول‌ترین سیاه‌چاله‌هایی که تا الان توی کل جهان دیدیم!
حالا شاید بپرسید اصلاً سیاه‌چاله چیه؟ سیاه‌چاله یعنی یه جسم فضایی فوق‌العاده سنگین و متراکم که حتی نورم نمی‌تونه ازش فرار کنه. پس هیچ وقت مستقیم دیده نمیشن، ما معمولاً اثراتشون روی نور اطراف یا اجسام دیگه رو بررسی می‌کنیم.
این کشف جذاب که توی مجله “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” اومده، با کمک یه پدیده جالب به اسم “حلقه اینشتین” (Einstein ring) ممکن شده. حلقه اینشتین یعنی نور یه جسم خیلی دور، وقتی از کنار یه جسم خیلی سنگین (مثل یک کهکشان یا سیاه‌چاله) رد میشه، خم میشه و دور اون جسم یه حلقه نورانی درست میکنه. این موضوع همونیه که دانشمندها بهش “همگرایی گرانشی” یا Gravitational Lensing میگن. این یعنی اجسام سنگین فضازمان رو خم می‌کنن—یه چیزی مثل اینکه پارچه‌ای رو بکشی و یه توپ سنگین بندازی روش!
ولی باید اینو بدونید که اندازه‌گیری سیاه‌چاله‌های اینجوری همیشه با کلی حدس و گمانه. چون اونقدر دورن که امکان مشاهده مستقیمشون رو نداریم و مدل‌هایی که براشون ساختیم همیشه یه “خطا” دارن. یعنی ممکنه عدد دقیق نباشه، ولی همین عددها کم کم کمک می‌کنن بهتر ماجرا رو بفهمیم.
توماس کانر (Thomas Connor)، یه متخصص اخترفیزیک از دانشگاه هاروارد (که تو این تحقیق خودش نبود)، گفته این یکی از بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌هاست اما بزرگ‌ترین نیست! مثلاً یه سیاه‌چاله دیگه هم هست به اسم TON 618 که تو سال ۲۰۱۹ گفتن اندازه‌اش حدود چهل میلیارد برابر خورشیدمونه — این یعنی رکورددار فعلیه.
ولی جذابیت این سیاه‌چاله فقط توی عظمتشه؟ کانر یه مثال خنده‌دار زد: میگه این سیاه‌چاله مثل اینه که تو مهدکودک لبران جیمز کوچولو رو پیدا کنی! داستان اینجاست: توی جهان اولیه و جوون، چطور این سیاه‌چاله‌ها انقدر سریع و بزرگ شدن؟ این برای دانشمندها کامل معلوم نشده و هنوزم دنبال جوابشن.
یه فرضیه اینه که کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها باهم رشد می‌کنند. یعنی هرچی کهکشان بزرگ‌تر بشه، سیاه‌چاله وسطش هم تپل‌تر میشه! ولی هنوز دقیق نمی‌دونن این قضیه برای سیاه‌چاله‌هایی که خیلی خیلی بزرگن، یعنی همین “ultramassive black holes” (سیاه‌چاله‌های فوق غول‌آسا)، هم صادقه یا نه.
حالا ابزارهایی مثل تلسکوپ جیمز وب (JWST) مثل چشم عقابی شدن برای دانشمندها تا این سیاه‌چاله‌های عجیب رو از دوردست‌های کیهان ببینن. همین جیمز وب الان داره سیاه‌چاله‌هایی رو نشون میده که تو زمان‌های خیلی ابتدایی جهان شکل گرفتن. یعنی فکر کن فقط چند میلیارد سال از بیگ بنگ گذشته و این غولا همین‌جا نشستن! دانشمندها از خودشون می‌پرسن: چجوری این همه جرم تو این مدت کم جمع شد؟ جوابش فعلاً مشخص نیست.
شاید این کهکشان‌ها تو دوره جوانی خودشون یه رشد وحشیانه داشتن و کلی ماده رو بلعیدن و بعد کلی پلاسیدن و آروم گرفتن. این فرضیه اما با قوانین فعلی فیزیک درباره سرعت رشد کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها جور در نمیاد و مسئله‌سازی کرده!
کانر میگه شاید بعضی عوامل مثل ماده تاریک (Dark matter – منظورمون چیزیه که دیده نمیشه ولی بیشتر جرم جهان رو تشکیل داده) نقش مهمی داشته باشه، ولی دقیقا چه نقشی؟ نمی‌دونیم!
این کشف بزرگ کاملاً شانسی هم بوده! ترکیب حرکت ستاره‌ها و اون لنز گرانشی باعث شد دانشمندها بتونن این سیاه‌چاله رو پیدا کنن. اما حتماً کلی سیاه‌چاله خیلی بزرگ دیگه هم تو کهکشان‌های دیگه هست که ما نمی‌تونیم هنوز ببینیم، چون همیشه هم این حلقه‌های اینشتین جلوی رومون حاضر نیستن!
در کل، هرچی دانشمندها بیشتر دنبال این سیاه‌چاله‌های هیولایی می‌گردن، بیشتر مجبور میشن فرضیه‌های قبلیشون رو زیر سوال ببرن و دنبال جواب‌های تازه بگردن — مثلاً اینکه آیا رشد کهکشان و سیاه‌چاله همیشه باهم پیش میره؟ یا نقش ماده تاریک واقعاً چیه؟
آخرش، دنیای سیاه‌چاله‌ها هم پر از سوال بی‌جواب و معماهای جالبه، و هر بار که یکی‌شون مثل همین نعل اسبی کیهانی کشف میشه، کلی هیجان و سردرگمی برای دانشمندها به پا میکنه! اگر دوست دارین بیشتر تو این موضوعات شیرجه بزنین و اطلاعاتتون رو بسنجید، یه کوییز «چقدر درباره سیاه‌چاله‌ها میدونی؟» هم دارن تو سایت https://www.livescience.com/space/black-hole-quiz-how-supermassive-is-your-knowledge-of-the-universe که می‌تونید برید تست بزنید و ببینید چقدر فضایی هستید!
منبع: +
![This image from the NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope revisits one of the most iconic regions of the sky, the Hubble Ultra Deep Field, through the eyes of two of Webb’s instruments. The result is a detailed view that reveals thousands of distant galaxies, some dating back to the earliest periods of cosmic history.The field shown here, known as the MIRI Deep Imaging Survey (MIDIS) region, was observed with the three shortest-wavelength filters of Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) for nearly 100 hours in total. This included Webb's longest observation of an extragalactic field in one filter so far, producing one of the deepest views ever obtained of the Universe. Combined with data from Webb’s Near-Infrared Camera (NIRCam), this image allows astronomers to explore how galaxies formed and evolved over billions of years. These deep observations have revealed more than 2500 sources in this tiny patch of sky. Among them are hundreds of extremely red galaxies — some of which are likely massive, dust-obscured systems or evolved galaxies with mature stars that formed early in the Universe’s history. Thanks to Webb’s sharp resolution, even at mid-infrared wavelengths, researchers can resolve the structures of many of these galaxies and study how their light is distributed, shedding light on their growth and evolution. In this image, the colours that have been assigned to different kinds of infrared light highlight the fine distinctions astronomers can make with this deep data. Orange and red represent the longest mid-infrared wavelengths. The galaxies in these colours have extra features — such as high concentrations of dust, copious star formation, or an active galactic nucleus (AGN) at their centre — which emit more of this farther infrared light. Small, greenish-white galaxies are particularly distant, with high redshift. This shifts their light spectrum into the peak mid-infrared wavelengths of the data, which are depicted in white and green. Most of the galaxies in this image lack any such mid-infrared boosting features, leaving them most bright at shorter near-infrared wavelengths, which are depicted with blue and cyan colours. By returning to this legacy field first made famous by the NASA/ESA Hubble Space Telescope, Webb is continuing and expanding the deep field tradition — revealing new details, uncovering previously hidden galaxies, and offering fresh insights into the formation of the first cosmic structures. The MIRI observations were taken as part of the Webb programmes #1283 and #6511 (PI: G. Östlin). [Image Description: An area of deep space with thousands of galaxies in various shapes and sizes on a black background. Most are circles or ovals, with a few spirals. More distant galaxies are smaller, down to being mere dots, while closer galaxies are larger and some appear to be glowing. Red and orange galaxies contain more dust or more stellar activity.] Links Science paper (G. Östlin et al.) Slider Tool Pan Video Transition video (with Hubble Ultra Deep Field)](https://x-madani.com/wp-content/uploads/elementor/thumbs/unnamed-file-453-ra2iliotwxmgy5s71b2mqxpjxsfbhyosnx0bztidhg.jpg "A fresh look at a classic deep field")
