جیمز وب از راز «نقاط قرمز کوچک» در آسمان پرده برداشت

به گزارش خبرگزاری ایده روز آنلاین، پژوهشگران اعلام کرده‌اند اجرامی که با عنوان «نقاط قرمز کوچک» در تصاویر تلسکوپ فضایی «James Webb Space Telescope» دیده شده‌اند، در حقیقت سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم جوانی هستند که در میان ابرهای ضخیم گاز پنهان شده‌اند.

نتیجه مهم این تحقیق آن است که اگر اثر گاز اطراف این اجرام در محاسبات لحاظ شود، جرم آن‌ها حدود ۱۰۰ برابر کمتر از برآوردهای اولیه خواهد بود.

«جیمز وب» دقیقاً چه چیزی دیده است؟

در طیف‌های فروسرخ دقیق این اجرام، یک خط طیفی مربوط به هیدروژن دیده می‌شود که هسته‌ای باریک اما بال‌هایی بسیار پهن دارد. در گذشته تصور می‌شد این پهن‌شدگی ناشی از حرکت بسیار سریع گاز اطراف سیاه‌چاله است.

اما تیمی از دانشگاه کپنهاگ دانمارک نشان داد که این بال‌های پهن در واقع به دلیل پراکندگی نور توسط الکترون‌های آزاد در گاز اطراف ایجاد شده‌اند، نه به خاطر سرعت‌های فوق‌العاده بالا.

به بیان ساده، نور چندین بار به الکترون‌ها برخورد کرده و پخش شده و همین موضوع باعث پهن‌تر دیده شدن خط طیفی شده است.

چرا برآوردهای قبلی اشتباه بود؟

در تحلیل‌های اولیه، کل پهنای خط طیفی به حرکت سریع گاز نسبت داده شده بود؛ بنابراین سرعت‌هایی در حد هزاران مایل بر ثانیه محاسبه می‌شد و در نتیجه جرم سیاه‌چاله‌ها بسیار بزرگ تخمین زده می‌شد.

اما وقتی اثر «پراکندگی الکترونی» از داده‌ها حذف شد، مشخص شد هسته مرکزی خط طیفی نشان‌دهنده سیاه‌چاله‌هایی با جرمی بین ۱۰۰ هزار تا ۱۰ میلیون برابر جرم خورشید است؛ رقمی بسیار کمتر از برآوردهای قبلی.

این نخستین بار است که «نقاط قرمز کوچک» به چنین سیاه‌چاله‌های نسبتاً کم‌جرمی نسبت داده می‌شوند.

سیاه‌چاله‌ها در حال رشد نزدیک به «حد ادینگتون»

بر اساس این مطالعه، این سیاه‌چاله‌ها احتمالاً نزدیک به «حد ادینگتون» در حال رشد هستند؛ یعنی نقطه‌ای که فشار تابش نور تولیدشده توسط سیاه‌چاله تقریباً با نیروی گرانشی گاز در حال سقوط به آن برابر می‌شود.

در این وضعیت، سیاه‌چاله با سرعت بالایی ماده می‌بلعد، اما نور شدید تولیدشده می‌تواند ورود گاز بیشتر را کند کند.

این مرحله ممکن است یکی از مهم‌ترین دوره‌های افزایش جرم سریع سیاه‌چاله‌های اولیه در جهان باشد.

چرا این اجرام شبیه کهکشان دیده می‌شدند؟

بخش زیادی از نور مرئی این اجرام نه از ستاره‌های تازه، بلکه از گاز یونیده‌شده اطراف سیاه‌چاله می‌آید. این گاز پس از یونش دوباره با الکترون‌ها ترکیب می‌شود و در خطوط هیدروژن می‌درخشد.

همین درخشش باعث شده بود این اجرام در نگاه اول شبیه کهکشان‌های کوچک و فشرده به نظر برسند.

این پژوهش در مجله معتبر «Nature» منتشر شده و می‌تواند نگاه دانشمندان به رشد اولیه سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم را تغییر دهد.

اگر این مرحله از رشد سریع در جهان اولیه رایج بوده باشد، توضیح اینکه چگونه برخی سیاه‌چاله‌ها تنها چند صد میلیون سال پس از شکل‌گیری نخستین ستارگان به غول‌های کیهانی تبدیل شدند، ساده‌تر خواهد شد.

منبع:

۲۲۷۲۲۷