اكتشف علماء الفلك ما أطلقوا عليه اسم الثقوب السوداء “فائقة الكتلة”، وهي ثقوب سوداء فائقة الكتلة يبدو أنها تنتهك العلاقة الراسخة بين الكتلة النجمية للمجرة المضيفة وكتلة الثقب الأسود المركزي. الثقوب السوداء كبيرة جدًا، وهذا الفائض يكشف شيئًا عميقًا عن أصل هذه الأجسام.
استخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمراقبة 21 نظامًا بعيدًا جدًا. يأتي نورها إلينا منذ ما بين 12 إلى 13.2 مليار سنة. في الكون الحالي تبلغ النسبة بين الثقب الأسود الهائل (SMBH) ونجم مجرته 1:1000، لكن في هذه الأنظمة تصل النسبة بين الكتلتين إلى 1:100 و1:10 وحتى 1 إلى 1. .
وقال المؤلف الرئيسي: “في الكون القريب، هناك علاقة معروفة بين كتلة الثقب الأسود المركزي الهائل وكتلة النجوم في المجرات المضيفة لها”. دكتور فابيو باكوتشي مركز الفيزياء الفلكية | صرحت جامعة هارفارد وسميثسونيان لـ IFLScience. وبشكل عام، تبلغ كتلة الثقب الأسود حوالي 0.1% من كتلة النجوم. هذا ليس هو الحال في الكون البعيد. من الواضح أن الثقوب السوداء “فائقة الكتلة” هي اسم مناسب.
لقد دفع تلسكوب جيمس ويب الفضائي قدرة البشر على رؤية المزيد في الكون المبكر (المعروف أيضًا باسم الكون عالي Z)، وبينما لم نشهد بعد ولادة أحد هذه الثقوب السوداء الهائلة، فإن هذه الدراسة الجديدة توفر المزيد من الأدلة حول كيفية ظهور هذه الثقوب السوداء. جسم غريب جاء إلي من خلال الثقوب السوداء.
ويتكون سيناريو “البذور الخفيفة” من نجوم ضخمة للغاية، تبلغ كتلتها 100 إلى 1000 مرة كتلة المستعر الأعظم للشمس. وبدلاً من ذلك، يشير سيناريو “البذور الثقيلة” إلى أن السحب الغازية الهائلة التي تتشكل منها هذه النجوم شكلت أيضًا ثقوبًا سوداء ضخمة بشكل مباشر تزن ما بين 10000 إلى 100000 مرة كتلة الشمس.
“تشير العديد من الدراسات (التي تعود إلى سنوات عديدة) إلى أنه إذا كانت الثقوب السوداء الأولى تشكلت كبذور ثقيلة، فيجب أن تكون كتلتها عند ارتفاعها مماثلة للكتلة النجمية لمضيفيها. وأوضح الدكتور باكوتشي: “يبدو أن هذا هو ما نراه من خلال ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي”.
وهذا ليس الدليل الأول على أن سيناريو البذور الثقيلة قد يكون هو مسار التكوين الأكثر احتمالا. كما فضلت الملاحظات السابقة التي جمعت بين بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي وأشعة تشاندرا السينية التابعة لناسا هذا السيناريو على البذرة الخفيفة. ستؤثر البذرة الثقيلة أيضًا على المجرة بأكملها بطريقة يمكن أن تفسر بشكل أفضل سبب بقاء هذه الأجسام ضخمة جدًا لبعض الوقت.
“من الممكن أن تكون هذه الأنظمة المجرية فائقة الكتلة قد شكلت بذورًا ثقيلة ذات كتلة قريبة من كتلة نجومها المضيفة. ومن ثم، ونظرًا لحجم الثقب الأسود فائق الكتلة المركزي، فقد تكون قد أطلقت الكثير من الطاقة مما أدى إلى تأخير تكوين النجوم لفترة من الوقت. هذا المزيج من الأسباب يمكن أن يفسر لماذا نلاحظ بشكل رئيسي الثقوب السوداء الهائلة في الكون عالي Z باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وبالتالي انتهاك العلاقة المحلية.
“باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، سيكون من الممكن تحديد كيفية تشكل الثقوب السوداء الأولى فائقة الكتلة من خلال العثور على ثقوب سوداء أكثر بعدًا وأصغر من تلك التي تم العثور عليها حتى الآن، والتي تتوقع دراستنا أن تكون وفيرة جدًا”، كما يقول المؤلف المشارك روبرتو مايولينو. وقال أستاذ في جامعة كامبريدج في أ إفادة.
يتم نشر الدراسة في رسائل من مجلة الفيزياء الفلكية وتم تقديمه في الاجتماع 243 للجمعية الفلكية الأمريكية.
