الوقت المقدر للقراءة: 4 دقائق
ثقب أسود يحتمل أن يكون الأقدم في الكون يكتشفه جيمس ويب
اكتشف تلسكوب جيمس ويب ما يحتمل أن يكون أقدم ثقب أسود في الكون، إنه وحش كوني أعلى وزناً من الشمس بـ ١٠ مليون مرة. وقد استطاع التلسكوب ذلك عبر تحليل أكثر ومضات الضوء خفوتاً مما يعود إلى فجر الكون تقريباً.
الثقب الأسود الجديد
رصد تلسكوب جيمس ويب أقدم ثقب أسود معروف في الكون، ويعتقد العلماء بوجود ثقوب سوداء سبقته وكانت تغزو الكون المبكر.
اكتشف تلسكوب جيمس ويب -الذي يملك كاميرات جبارة يمكنها النظر رجوعاً في الزمن إلى المراحل المبكرة للكون- هذا الثقب الأسود فائق الكتلة ذو الكتلة البالغة ١٠ مليون من مثل كتلة الشمس.
ويتوضع هذا الثقب الأسود في مركز مجرة فتية وجدت بعد ٥٧٠ مليون سنة من بداية الكون.
وقد يكون هذا الوحش الكوني واحداً من بين ما لا يحصى من الثقوب السوداء التي زادت أحجامها إلى أحجام أكبر خلال فجر الكون.
ونعني بذلك الفترة التي تبدأ بعد الانفجار العظيم بـ ١٠٠ مليون عام، عندما توهج الكون المبكر لمليار عام.
والعلماء غير متيقنين لماذا وجد هذا العدد من الثقوب السوداء أو كيف أصبحت بهذه الضخامة. وقد نشر العلماء الذين وجدوا هذا الثفب الأسود نتائج اكتشافهم على مخدم arXiv، ولكن البحث لم يخضع لمراجعة الأقران بعد.
هل هو الثقب الوحيد؟
تقول مؤلفة الدراسة الرئيسية ريبيكا لارسون من جامعة تكساس في أوستن: هذا هو الثقب الأسود الأول الذي نكتشفه عند هذا الانزياح للأحمر (نقطة زمنية بعد الانفجار العظيم).
ونعتقد فعلاً بأن هذا الثقب الأسود لم يتشكل مؤخراً فحسب، لذلك لا بد من وجود ثقوب أقدم منه ووجدت قبله في الكون. وقد بدأت قدرتنا على دراسة هذه الفترة الزمنية من التاريخ الكوني بهذه الطريقة عن طريق تلسكوب جيمس ويب، وأنا متحمسة مع الفريق لكي نجد ثقوباً أخرى.
نوى المجرات النشطة
تولد الثقوب السوداء من انخماص نجوم ضخمة على نفسها. وتنمو دون توقف نتيحة ابتلاعها الغاز والغبار والنجوم وغيرها من الثقوب السوداء باستمرار.
وعند بعض هذه الفتحات الشرهة في نسيج الزمكان، يسبب احتكاك المواد التي تدور حلزونياً متجهة إلى داخلها ارتفاع حرارتها وإصدارها الضوء الذي يمكن للتلسكوبات رصده، الأمر الذي يحولها إلى ما يسمى نوى المجرات النشطة.
وأشد نوى المجرات النشطة هي النجوم الزائفة أو الكوازار، التي يراها العلم الحديث ثقوباً سوداء هائلة أثقل بمليارات المرات من الشمس، وتطلق حزماً من الطاقة والضوء أعلى إضاءةً من أكثر النجوم لمعاناً بتريليونات المرات.
ولأن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة في خلاء الفضاء، فكلما نظر العلماء أعمق في الكون، واجهوا ضوءاً أكثر بعداً ورؤوا أكثر رجوعاً في الزمن.
وقد مسح العلماء السماء بكاميرتي الأشعة تحت الحمراء في تلسكوب جيمس ويب لتحديد الثقب الأسود. واستخدموا مطيافات الكاميرات لتحليل الضوء إلى تردداته المكونة.
ووجدوا عن طريق تحليل هذه الومضات الخافتة المنبعثة من سنوات الكون الأولى ارتفاعات حادة غير متوقعة بين الترددات التي يضمها الضوء. وهذه علامة أساسية بأن المواد المحيطة بالثقب الأسود كانت ترسل آثاراً خافتة من الإشعاع عبر الكون.
كيف تشكلت الكثير من الثقوب السوداء؟
أما كيف تشكلت الثقوب السوداء فجأة عبر الكون المبكر فيبقى لغزاً. وما زال الباحثون في رحلة بحث عن الثقوب السوداء البدائية المفترضة. والتي ظهرت إلى الوجود بعد الانفجار العظيم بمدة وجيزة أو حتى قبله وفق بعض المنظرين. ولكنها حتى الآن ما تزال لغزاً.
وهناك نظريتان رئيسيتان حول سبب تضخم الكثير جداً من الثقوب السوداء بسرعة كبيرة بعد الانفجار العظيم. وتقول بأنها بقايا لنجوم عملاقة تشكلت أسرع بكثير من النجوم التي نعرفها اليوم، أو أن غيوماً مندفعة من غاز مرتفع الكثافة جداً انخمصت فجأة لتشكل المتفردات التي تبتلع كل شيء في الزمكان.
لا بد في حالة الانخماص المباشر أن تبدأ كمية أكبر من المادة في المجرة بالانخماص مباشرة إلى ثقب أسود. ومع أن احتمال حدوثها أخفض إلا أنها تستغرق وقتاً أقل، ولم يكن هناك الكثير من الوقت في المرحلة التي رصدناه فيها.
والأكثر احتمالاً هو أن ما يسمى نجماً من الرتبة أو التصنيف ٣ قد انفجر وترك خلفه ثقباً أسود. وذلك بعد ٢٠٠ مليون سنة تلت الانفجار العظيم. من ثم جمّع الكثير من المواد بسرعة عالية وأحياناً أسرع من المعدل الثابت، حتى تضخم إلى الحجم الذي رصده فيه العلماء.
ويجدر بالذكر أن النجم من الرتبة أو التصنيف ٣ صنف من النجوم المفترضة كانت من أولى النجوم التي وجدت في الكون على الإطلاق. وكانت مكونة من الهيدروجين والهيليوم فقط.
وسيعمل الباحثون الآن مع الفريق الذي بنى كاميرا MIRI في جيمس ويب، وذلك لرصد إشارة أقوى من الضوء القادم من المجرة البعيدة. فقد تضم هذه الإنبعاثات المزيد من الدلائل عن كيفية تشكل هذه الثقوب السوداء الغامضة في مركز المجرة.
ملخص المقال
اكتشف تلسكوب جيمس ويب ما يحتمل أن يكون أقدم ثقب أسود في الكون. وهو أعلى وزناً من الشمس بـ ١٠ مليون مرة. وذلك عبر تحليل أكثر ومضات الضوء خفوتاً مما يعود إلى فجر الكون تقريباً.
ويتوضع هذا الثقب الأسود في مركز مجرة فتية وجدت بعد ٥٧٠ مليون سنة من الانفجار العظيم.
وقد يوجد ثقوب أخرى وبعضها قد يكون قبله. وهناك افتراضات عن كيفية نشوئها لكنها غير أكيدة.