جیمز وب قدیمی ترین و دورترین سیاهچاله تاکنون را کشف کرد
به گزارش آتی جو، تلسکوپ فضایی جیمز وب قدیمی ترین و دوردست ترین سیاه چاله مشاهده شده تابحال را کشف کرد.
به گزارش آتی جو به نقل از ایسنا، این سیاهچاله که فقط ۴۰۰ میلیون سال بعد از مه بانگ به وجود آمده است می تواند به توضیح چگونگی رشد سریع سیاهچاله های کلان جرم کمک نماید.
به نقل از اسپیس، گروهی از ستاره شناسان از تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) برای کشف دورترین و قدیمی ترین سیاهچاله ای که تابحال دیده شده، بهره برده اند.
این کشف می تواند گام بزرگی رو به جلو در درک چگونگی رسیدن سیاهچاله های کلان جرم به جرمی معادل میلیونها میلیارد برابر جرم خورشید در دوران اولیه جهان باشد.
این سیاهچاله در کهکشان باستانی GN-z11 قرار دارد، که ۱۳.۴ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد و بنابراین به نظر می آید که تنها ۴۰۰ میلیون سال بعد از مه بانگ وجود داشته است. جرم خود سیاهچاله حدود ۶ میلیون برابر خورشید است و به نظر می آید که از ماده کهکشان اطراف خود پنج برابر سریع تر از حدی که نظریه های کنونی آنرا پایدار می دانند تغذیه می کند.
دپارتمان فیزیک دانشگاه کمبریج و رهبر محققان روبرتو مایولینو(Roberto Maiolino) در اطلاعیه ای این کشف را «جهشی بزرگ رو به جلو» برای علم سیاهچاله توصیف کردند.
مایولینو در این بیانیه اظهار داشت: دیدن چنین سیاهچاله ای با این جرم در کیهان خیلی زود است، ازاین رو باید راه های دیگری را در نظر بگیریم که امکان دارد این سیاهچاله ها شکل بگیرند. کهکشان های بسیار اولیه بسیار غنی از گاز بودند، ازاین رو مانند بوفه ای برای سیاه چاله ها عمل می کردند.
آیا سیاهچاله های پرجرم پرخور هستند؟
اندازه سیاه چاله های بسیار پرجرم اولیه در زمانیکه کیهان کمتر از یک میلیارد سال سن داشته، برای نظریه های شکل گیری مشکل ساز شده است، چونکه رسیدن به جرم میلیونها یا میلیاردها برابر جرم خورشید باید به اندازه میلیاردها سال تغذیه مداوم زمان ببرد.
جان ریگان(John Reagan)، پژوهشگر دانشگاه مینوت که در این تحقیق نقشی نداشت، می گوید: مثل دیدن یک خانواده است که در خیابان راه می روند، و آنها دو نوجوان ۶ فوتی(۱.۸ متری) دارند، اما یک کودک نوپا با قد ۶ فوتی هم همراه خود دارند. این کمی مشکل ساز است؛ چگونه یک کودک نوپا تا این حد قد بلند شده است؟ و این برای سیاهچاله های کلان جرم در جهان هم همچنین است. چگونه آنها به این سرعت به این اندازه بزرگ شدند؟
دانشمندان هم اکنون دو مسیر اصلی در نظر دارند که سیاهچاله ها می توانند برای رسیدن به چنین جرمی در کیهان اولیه طی کنند. آنها می توانند بعنوان دانه های سیاهچاله کوچکی شروع شوند که هنگام فروپاشی ستارگان عظیم در انتها عمرشان و بعد از میلیونها یا میلیاردها سال ایجاد می شوند، یا می توانند به صورت کامل از این مرحله بگذرند.
اگر ابرهای عظیمی از گاز سرد و غبار فرو بریزند و فورا یک دانه سیاهچاله سنگین با جرم چند میلیون برابر خورشید تشکیل گردد، امکان دارد این اتفاق بیفتد. به این ترتیب، این فرایند میلیونها یا میلیاردها سال تکامل ستارگان را به سرعت می گذراند و یک شروع قوی در فرآیندهای تغذیه از ادغام ستاره ها دارد که به رشد دانه های سیاه چاله ها و تبدیل آنها به سیاه چاله های بسیار پرجرم کمک می نماید. کشف این سیاهچاله جدید باستانی با جرمی چند میلیون برابر خورشید به نفع این نظریه است.
با این وجود، از سوی دیگر، سرعتی که این سیاهچاله درکهکشان GN-z11 درحال تجمع ماده است می تواند نشان دهد که سیاهچاله ها امکان دارد سریع تر از سایر سیاه چاله های کشف شده در کیهان اولیه تغذیه کند. این می تواند برای نظریه های دانه سیاه چاله های کوچک راهگشا باشد.
یک فرمول ریاضی به نام حد ادینگتون نشان داده است که یک جسم، مانند یک ستاره، با چه سرعتی می تواند جرم جمع کند، بدون این که تشعشعی که ساطع می کند یا همان درخشندگی آن، جرم را از بین ببرد و در نتیجه ذخیره غذا را متوقف نماید.
در حالیکه سیاهچاله ها نوری از خود ساطع نمی کنند چونکه بوسیله ی یک خط مرزی به نام افق رویداد محدود شده اند، تاثیر گرانشی عظیم آنها سبب می شود که موادی که در اطراف آنها می چرخد بشدت متلاشی شده و گرم شوند و در این فرایند تابش ساطع کنند. هر چه سیاهچاله سریعتر تغذیه شود، تابش نور آن ناحیه که هسته فعال کهکشانی (AGN) نامیده می شود، شدیدتر است.
بنابراین، محدودیت ادینگتون در این منطقه اعمال می شود و می تواند به صورت مشابه برای دفع مواد و قطع تغذیه سیاه چاله عمل کند.
این سیاهچاله تازه کشف شده با سرعتی پنج برابر بیشتر از حد ادینگتون، ماده را از کهکشان میزبان خود جمع می کند. دوره های به اصطلاح «افزایش شدید ادینگتون» امکان دارد رخ دهد اما این کار را در دوره های محدود انجام می دهد.
این تیم تخمین زدند که اگر این دوره از تغذیه برای این سیاهچاله به مدت ۱۰۰ میلیون سال ادامه داشت، ممکن بود زندگی را بعنوان یک دانه سیاهچاله سنگین آغاز نمی کرد. این سیاهچاله می تواند از یک دانه سیاهچاله با جرم بسیار سبک ستاره ای بین ۲۵۰ تا ۳۷۰ میلیون سال بعد از مه بانگ تشکیل شده باشد و به سرعت به جرمی که جیمز وب آنرا مشاهده کرده، رسیده باشد.
تغذیه سیاهچاله امکان دارد کهکشان میزبان آنرا نابود کند
چیزی که این تیم نسبتا به آن اطمینان دارد اینست که تغذیه شدید این سیاهچاله مسئول خود GN-z11 است که حدود ۱۰۰ برابر کوچکتر از کهکشان راه شیری و بسیار درخشان است.
اما این سیاهچاله پرخور احیانا رشد کهکشان میزبان خویش را هم متوقف خواهد نمود.
بادهای فوق سریع ذراتی که از اطراف سیاهچاله تغذیه می کنند، احیانا گاز و غبار را از قلب کهکشان دور می کنند. ابرهای سرد گاز و غبار به ستاره های متولد شده برخورد می کنند و ازاین رو این بدان معناست که سیاهچاله درحال آسیاب کردن تولد ستاره ای است و در این روند رشد این کهکشان کوچک را از بین برده است.
تیم پشتیبان این تحقیق، علاوه بر اطلاعات بیشتر در مورد این سیاه چاله و کهکشان آن، اعتقاد دارد که قدرت جیمز وب باید به کشف سیاه چاله های بیشتری در کیهان اولیه کمک نماید.
به صورت خاص، آنها به دنبال کشف دانه های کوچک سیاهچاله در دوران نوزادی کیهان هستند.
تحقیقات این تیم در روز چهارشنبه، ۱۷ ژانویه، در مجله نیچر منتشر گردید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب