اشترك في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات المثيرة والتقدم العلمي والمزيد.
اكتشف تلسكوبان قويان تابعان لوكالة ناسا أقدم وأبعد ثقب أسود تم اكتشافه على الإطلاق.
ساعدت بيانات الأشعة السينية الصادرة عن مرصد شاندرا للأشعة السينية وتلسكوب جيمس ويب الفضائي علماء الفلك على رؤية علامات على وجود ثقب أسود ينمو في الكون المبكر بعد 470 مليون سنة فقط. انفجار كبيروالتي حدثت قبل 13.8 مليار سنة.
الاكتشاف الموصوف في دراسة نشرت يوم الاثنين في المجلة علم الفلك الطبيعةيمكن أن يساعد علماء الفلك على فهم كيفية تشكل بعض الثقوب السوداء فائقة الكتلة في الفضاء.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة أكوس بوجدان: “كنا بحاجة إلى ويب للعثور على هذه المجرة البعيدة للغاية وشاندرا للعثور على ثقبها الأسود الهائل”. “لقد استفدنا أيضًا من العدسة المكبرة الكونية، مما أدى إلى زيادة كمية الضوء التي اكتشفناها.” بوجدان عالم فيزياء فلكية في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس.
كان يشير إلى تأثير يسمى عدسة الجاذبية، والذي يحدث عندما تعمل الأجسام القريبة – في هذه الحالة، مجموعة مجرات – كعدسة مكبرة للأجسام البعيدة. تعمل الجاذبية بشكل أساسي على تشويه وتضخيم ضوء المجرات البعيدة في الخلفية، مما يؤدي إلى تضخيمه، مما يجعل من الممكن مراقبة الأجرام السماوية غير المرئية.
اكتشف علماء الفلك ثقبًا أسودًا في مجرة تسمى UHZ1. للوهلة الأولى، تبدو المجرة وكأنها في نفس اتجاه العنقود المجري المعروف باسم أبيل 2744، والذي يبعد حوالي 3.5 مليار سنة ضوئية عن الأرض. لكن البيانات التي جمعها تلسكوب ويب كشفت أن UHZ1 هو في الواقع أبعد بكثير، ويقع خارج العنقود على بعد 13.2 مليار سنة ضوئية من الأرض.
السنة الضوئية تعادل 5.88 تريليون ميل إلى أي مدى يقطع شعاع الضوء خلال سنة؟. بالنظر إلى المسافة بين الأرض والأجسام منذ الأيام الأولى للكون، عندما ترصد التلسكوبات مثل ويب هذا الضوء، فإن الأمر يشبه حقًا النظر إلى الوراء في الزمن.
استخدم الفريق مرصد شاندرا للكشف عن الأشعة السينية المنبعثة من الغاز شديد السخونة داخل UHZ1، وهي علامة على أن الثقب الأسود الهائل يتوسع.
أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا بفضل مجموعة مجرات أبيل، التي ضخَّمت ضوء مجرة UHZ1 والأشعة السينية المنبعثة من الثقب الأسود بعامل أربعة.
فك الغموض الكوني
ويعتقد علماء الفلك أن هذا الاكتشاف سيساعدهم على فهم أفضل لكيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة والوصول إلى كتلها الهائلة بسرعة كبيرة بعد بداية الكون.
يريد الباحثون معرفة ما إذا كانت الأجرام السماوية العملاقة قد تشكلت نتيجة انهيار سحب ضخمة من الغاز، أم أنها ظهرت نتيجة انفجار النجوم الضخمة الأولى.
“هناك حدود فيزيائية لمدى سرعة نمو الثقوب السوداء بعد أن تتشكل، لكن تلك التي تولد أكثر ضخامة لها السبق. وقال آندي جولدينج، الباحث في علوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون في نيوجيرسي: “إن الأمر يشبه زراعة شتلة تستغرق وقتًا أقل لتنمو لتصبح شجرة كاملة الحجم مما لو بدأت بالبذرة”.
وهو مؤلف مشارك لورقة علم الفلك الطبيعي والمؤلف الرئيسي لورقة أخرى حول مجرة UHZ1 نُشرت في سبتمبر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
ووجد الفريق، الذي نشر نتائجه في مجلة Nature Astronomy، أن كتلة الثقب الأسود البعيد تشبه كتلة جميع النجوم الموجودة في المجرة التي يتواجد فيها. ويقول الباحثون إن كتلتها تتراوح ما بين 10 إلى 100 مليون شمس، وذلك بناءً على سطوع وطاقة الأشعة السينية التي تنبعث منها.
نظرية الثقب الأسود المحتمل
عادة، تبلغ كتلة الثقوب السوداء الموجودة في مراكز المجرات حوالي 0.1% فقط من كتلة النجوم في مجرتها.
وربما كان الثقب الأسود غير المعتاد عبارة عن “ثقب أسود هائل” تشكل نتيجة انهيار سحابة ضخمة من الغاز، كما هو متوقع في عام 2017 بريامفادا ناتاراجان، مؤلف مشارك في كلتا الدراستين وأستاذ جوزيف س. وصوفيا س. فروتان لعلم الفلك والفيزياء في جامعة ييل في نيو هيفن، كونيتيكت.
وقال ناتاراجان: “نعتقد أن هذا هو أول اكتشاف لثقب أسود صغير وأفضل دليل حتى الآن على أن بعض الثقوب السوداء تتشكل من سحب ضخمة من الغاز”. “لأول مرة، نرى مرحلة قصيرة حيث يزن الثقب الأسود الهائل ما يعادل وزن النجوم في مجرته قبل أن يتراجع.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com