تلسکوپ فضایی جیمز وب، اختروش‌های پرجرم سیاه‌چاله‌ای را در کیهان اولیه می‌بیند

تلسکوپ فضایی جیمز وب اختروش‌های تنها را در کیهان اولیه کشف کرده است، با «کاخ‌های خالی» که نظریه‌های مربوط به رشد آنها به اندازه هیولا را به چالش می‌کشند.

تصویری از یک اختروش پرجرم سیاهچاله باستانی در جهان اولیه که توسط JWST دیده می شود (اعتبار تصویر: کریستینا ایلرز/تیم EIGER)

توسط مونا علی اکبرخان افجه ۲ آبان ۱۴۰۳ ساعت ۱۳:۰۰

4 دقیقه مطالعه

با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، اخترشناسان موفق به کشف اختروش‌های بسیار عظیم و تنها در ۱۳ میلیارد سال پیش شدند. این اختروش‌ها به‌قدری بزرگ هستند که توضیح چگونگی رشد آن‌ها بدون وجود منابع کافی برای تغذیه بسیار دشوار است.

این مشاهدات به‌شدت چالش‌برانگیز هستند زیرا سیاه‌چاله‌های تنها باید برای رسیدن به اندازه‌های بزرگ خود، ماده کافی جذب کنند. نکته تعجب‌برانگیز اینجاست که برخی از این سیاه‌چاله‌ها تنها چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ به این ابعاد عظیم دست یافته‌اند. این مسئله معمایی بزرگ برای دانشمندان ایجاد کرده است.

در مطالعات جدید، تیمی از دانشمندان محیط‌های پنج اختروش اولیه را بررسی کردند که زمانی شکل گرفته‌اند که جهان بین ۶۰۰ تا ۷۰۰ میلیون سال قدمت داشت. نتایج نشان داد که محیط اطراف این اختروش‌ها بسیار متنوع است. برخی در محیط‌های متراکم و پرجمعیت قرار داشتند، در حالی که برخی دیگر در مناطقی تقریباً خالی از منابع قرار داشتند.

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم و چگونگی شکل‌گیری آن‌ها

دانشمندان معتقدند که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در مرکز تمامی کهکشان‌های بزرگ وجود دارند. این سیاه‌چاله‌ها به دلیل اندازه بسیار بزرگشان، نمی‌توانند مانند سیاه‌چاله‌های با جرم ستاره‌ای (که از مرگ ستارگان بزرگ شکل می‌گیرند) به وجود آمده باشند. سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم باید از طریق فرآیندهای دیگری مانند ادغام سیاه‌چاله‌های کوچکتر تشکیل شده باشند.

برخی از این سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در زمان بسیار کوتاهی پس از شکل‌گیری جهان به جرم‌های عظیمی دست یافتند. تلسکوپ فضایی جیمز وب به دانشمندان این امکان را می‌دهد که به بررسی محیط اطراف این سیاه‌چاله‌ها بپردازند و اطلاعات بیشتری درباره چگونگی رشد سریع آن‌ها به دست آورند.

آیا سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در شبکه کیهانی قرار دارند؟

بر اساس مدل‌های کیهانی، سیاه‌چاله‌های عظیم باید در شبکه‌های تاریک ماده که به عنوان “شبکه کیهانی” شناخته می‌شوند، قرار داشته باشند. این شبکه‌ها، گاز و غبار را در کیهان اولیه هدایت کرده و سیاه‌چاله‌ها را تغذیه می‌کنند. این فرآیند باعث می‌شود که سیاه‌چاله‌ها به‌سرعت رشد کنند و به جرم‌های عظیم دست یابند.

با این حال، نتایج مشاهدات نشان می‌دهد که برخی از این سیاه‌چاله‌ها در مناطقی قرار دارند که به نظر نمی‌رسد ماده تاریک کافی برای تغذیه آن‌ها وجود داشته باشد. این مسئله سوالات جدیدی را درباره مکانیسم‌های رشد سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم مطرح کرده است.