اكتشف علماء الفلك للتو أقدم ثقب أسود فائق الكتلة حتى الآن

تم اكتشاف الكوازار في زاوية مظلمة من الفضاء على بعد أكثر من 13.03 مليار سنة ضوئية ، ويحتوي على ثقب أسود هائل حجمه 1.6 مليار ضعف حجم الشمس في قلبه.

الملقب بـ J0313-1806 ، الكوازار ، كما نراه ، يعود إلى وقت كان فيه عمر الكون 670 مليون سنة فقط ، أو حوالي 5٪ من عمره الحالي. عند هذه المسافة ، يصبح J0313-1806 صاحب الرقم القياسي للثقب الأسود الأول ، وخلعه عن العرش البطل السابقJ1342 + 0928 ، الذي تم اكتشافه في عام 2017 وكان موجودًا عندما كان عمر الكون 690 مليون سنة فقط.

الاكتشاف الذي كان أعلن في الاجتماع 237 للجمعية الفلكية الأمريكية الثلاثاء ، يساعد في إلقاء الضوء على البيئة في الكون القديم. ولكن ، مثل أي قصة جيدة في الفيزياء الفلكية ، فإن هذا يترك للباحثين عددًا من الأسئلة المحيرة.

النجوم الزائفة هي أجسام ساطعة للغاية – ألمع في الكون. إنها تقع في مركز المجرات ، ولكن في مركزها يوجد ثقب أسود هائل ، أكبر بملايين إلى بلايين المرات من الشمس. تلتقط الجاذبية الشديدة المحيطة بالثقب الأسود الغاز والغبار وربما تمزق النجوم ، تاركة أثرًا من الحطام في القرص المحيط به. يدور الحطام بسرعة لا تصدق ويطرد كميات هائلة من الطاقة ، والتي يمكن للمراقبين على الأرض رؤيتها من خلال الطيف الكهرومغناطيسي كضوء ساطع.

و هذا لامع.

J0313-1806 ، على سبيل المثال ، يلمع 1000 مرة أكثر سطوعًا من مجرة ​​درب التبانة بأكملها.

تمكن علماء الفلك من تحديد الكوازار باستخدام عدد قليل من المراصد الأرضية ، بما في ذلك مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / ما دون المليمتر (ALMA) في تشيلي ، أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم ، ومراصدان على ماونا كيا في هاواي. سمحت الملاحظات للباحثين بتأكيد المسافة بدقة كبيرة وفحص بعض خصائص الثقب الأسود الهائل في مركز الكوازار.

تقدر حساباتهم كتلة الثقب الأسود بحوالي 1.6 مليار ضعف كتلة الشمس. لكن هذا يطرح مشكلة. نظرًا لأن الثقب الأسود لا يمكن أن يكون أقدم من 670 مليون سنة ، فإن النظريات التقليدية لنمو الثقب الأسود لا يمكنها تفسير حجمه في مثل هذا الوقت القصير. يتضمن فهمنا الحالي لكيفية تشكل الثقوب السوداء انهيار النجوم من تلقاء نفسها ، لكن الباحثين يقولون إن هذا لا يفسر سبب ضخامة الثقب الأسود J0313-1806.

قال شياوهوي فان ، عالم الفلك في المعهد: “من أجل أن يصل الثقب الأسود إلى الحجم الذي نراه مع J0313-1806 ، يجب أن يبدأ بثقب أسود بذرة لا يقل عن 10000 كتلة شمسية”. جامعة أريزونا ومؤلف مشارك لمقال قادم يصف الاكتشاف. لن يكون هذا ممكنا الا في سيناريو الانهيار المباشر “.

يفترض هذا السيناريو أنه ليس ملف نجمة الذي ينهار في ثقب أسود ، ولكن بدلاً من ذلك كميات كبيرة من غاز الهيدروجين البارد في سحابة. تعتبر نظرية الانهيار المباشر إحدى الطرق لتفسير سبب عثور علماء الفلك على مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة في بدايات الكون ، ولكنها ليست الاكتشاف الوحيد المهم بالنسبة للفريق.

باستخدام البيانات الطيفية ، يتكهن الفريق أيضًا بأن الثقب الأسود الهائل يبتلع ما يعادل 25 شمسًا كل عام – مما يعني أنه لا يزال ينمو. قال فان: “من المحتمل أن هذه النجوم الزائفة لا تزال تبني ثقوبها السوداء الهائلة”.

يمكن أن يساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، المقرر إطلاقه في 31 أكتوبر ، في منح العلماء نافذة أخرى على الكون المبكر ، ويكشف عن كيفية ظهور هذه الوحوش فائقة الكتلة.

تم قبول العمل للنشر في مجلة Astrophysical Journal Letters.

للمتابعة تقويم الفضاء 2021 لـ CNET لمواكبة آخر أخبار الفضاء هذا العام. يمكنك حتى إضافته إلى تقويم Google الخاص بك.

تحديث: توضيح عمر الثقب الأسود بالنسبة للكون. أشارت نسخة سابقة من هذا المقال إلى أن الثقب الأسود كان عمره 670 مليون سنة فقط.