شناسایی حلقه مفقوده برخی اجرام در دور دست‌ها

ساینسیو – به نقل از ایسنا و تی ای، یک گروه بین‌المللی از ستاره‌شناسان اخیرا با استفاده از داده‌های آرشیوی تلسکوپ فضایی هابل و دیگر رصدخانه‌های فضایی و زمینی موفق به شناسایی یک جرم منحصر به فرد در دور دست‌ها و کیهان اولیه شده‌اند که این جرم همانند پیوندی بین کهکشان‌های ستاره‌ساز و ظهور اولین سیاهچاله‌های کلان جرم است.

این جرم اولین جرم در نوع خود است که در اوایل تاریخ کیهان کشف شده است. اخترشناسان از زمانی که این اجرام در فواصل مربوط به زمانی که تنها ۷۵۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ کشف شدند، برای درک پیدایش سیاهچاله‌های کلان جرم در کیهان اولیه تلاش کرده‌اند.

تاکنون سیاه‌چاله‌های در حال رشد سریع در کهکشان‌های غبارآلود و ستاره‌زا اولیه توسط تئوری‌ها و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیش‌بینی می‌شدند، اما تا به حال مشاهده نشده بودند. با این حال، اکنون ستاره شناسان از شناسایی یک جرم به نام “GNz۷q” خبر داده‌اند که گمان می‌رود نخستین سیاه چاله‌ای باشد که به سرعت در حال رشد است و در کیهان اولیه یافت شده است.

داده‌های آرشیوی دوربین پیشرفته نقشه‌برداری هابل به محققان کمک کرد تا انتشار فشرده امواج فرابنفش از قرص برافزایشی سیاه‌چاله را مطالعه کرده و مشخص کنند که GNz۷q تنها ۷۵۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ وجود داشته است.

“سیجی فوجیموتو”(Seiji Fujimoto) نویسنده اصلی این مطالعه و ستاره‌شناس دانشگاه کپنهاگ دانمارک گفت: تجزیه و تحلیل ما نشان می‌دهد که GNz۷q اولین نمونه از یک سیاه‌چاله‌ به سرعت در حال رشد در هسته غبارآلود یک کهکشان ستاره‌ زا است که در عصری نزدیک به ایجاد اولین سیاه‌چاله کلان جرم شناخته شده در کیهان به وجود آمده است. ویژگی‌های این جرم در سراسر طیف الکترومغناطیسی با پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی‌های نظری مطابقت دارد.

تئوری‌های کنونی پیش‌بینی می‌کنند که سیاه‌چاله‌های کلان جرم زندگی خود را در هسته‌های پوشیده از غبار کهکشان‌های ستاره‌ زا و قبل از بیرون راندن گاز و غبار اطراف و ظهور اختروش‌های بسیار درخشان، آغاز می‌کنند. در حالی که کهکشان‌های ستاره زا غبارآلود و اختروش‌های درخشان بسیار نادر هستند، نمونه‌هایی از کهکشان‌های ستاره زا غبارآلود و اختروش‌های درخشان در اوایل کیهان شناسایی شده‌اند. محققان این مطالعه بر این باورند که GNz۷q می‌تواند حلقه مفقوده بین این دو دسته از اجرام باشد.

فوجیموتو در ادامه افزود: GNz۷q ارتباط مستقیمی بین این دو جمیعیت از اجرام کمیاب ایجاد می‌کند و راه جدیدی برای درک رشد سریع سیاه چاله‌های کلان جرم در روزهای نخست کیهان فراهم می‌کند. ما پیش ماده سیاه چاله‌های کلان جرم را رصد کردیم.

کهکشان میزبان GNz۷q در حال تشکیل ستارگان با سرعت ۱۶۰۰ جرم خورشیدی ستاره در سال است و خود GNz۷q در طول موج‌های فرابنفش درخشان ظاهر می‌شود اما در طول موج‌های پرتو ایکس بسیار کم نور به نظر می‌رسد.

علاوه بر اهمیت GNz۷q برای درک منشا سیاهچاله‌های کلان جرم، این کشف به دلیل موقعیت آن در میدان دید ابزار هابل یعنی “میدان گودز شمالی”(Hubble GOODS North field)قابل توجه است. “گودز” مخفف عبارت “بررسی عمیق منشا رصدخانه‌های بزرگ” است.

محققان اکنون امیدوارند که با استفاده از بررسی‌های اختصاصی با وضوح بالا به جستجوی اجرام مشابه این جرم بپردازند و از ابزارهای طیف‌سنجی تلسکوپ فضایی جیمز وب برای مطالعه اجرامی مانند GNz۷q استفاده کنند.

یکی از اهداف علمی اصلی تلسکوپ فضایی جیمز وب این است که درباره چگونگی شکل‌گیری ستاره‌ها و سیارات اطلاعاتی به دست آورد.

تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری جیمز وب در روز ۲۵ دسامبر(چهارم دی) سال گذشته پس از سالها تاخیر به فضا پرتاب شد و در روز دوشنبه ۲۴ ژانویه(چهارم بهمن ماه ۱۴۰۰)، به مدار مورد نظر خود در نقطه لاگرانژ ۲ رسید. لاگرانژ ۲ نقطه‌ای متعادل از نظر گرانشی است که در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از سیاره ما قرار دارد. تلسکوپ فضایی “جیمز وب” به گونه‌ای طراحی شده که قادر به رصد اجرام در نور مادون قرمز است. ما این پرتوها را به صورت گرما حس می‌کنیم؛ بنابراین تمامی تجهیزات به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در دمای بسیار پایین کار کنند.

جیمز وب ۱۰۰ برابر قدرتمندتر از هابل است. همچنین وب از نور فروسرخ استفاده می‌کند و دارای طول موج‌هایی است که می‌تواند از میان ابرهای غباری که ممکن است از دید هابل – که به نور مرئی متکی است- جا مانده باشد نیز گذر کند. وب باید عمیق‌تر از پیش کیهان را رصد کند و کهکشان‌هایی را که پس از بیگ‌بنگ شکل گرفتند، شناسایی کند. شناسایی این کهکشان‌ها به دلیل دور دست بودن و نور کم برای هابل چندان امکان‌پذیر نیست.