تلسکوپ فضایی جیمز وب یک “نقطه قرمز بزرگ” را در جهان باستان مشاهده کرد که به نظر می رسید سیاهچاله ای بسیار عظیم و سیری ناپذیر به نام Bird باشد.
به گزارش ایسنا، تلسکوپ فضایی جیمز وب با آشکارسازی اجرامی که هرگز تصور نمی کردیم وجود داشته باشند، افق های جدیدی را در اخترفیزیک برون کهکشانی گشوده است و تازه در ابتدای این ماجراجویی هستیم.
به گزارش اسپیس، ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب، سیاهچاله ای بسیار عظیم و حریص را کشف کردند که در دوره ای از تاریخ کیهان به نام ظهر کیهانی وجود داشت. دوره ای که تقریباً چهار میلیارد سال پس از انفجار بزرگ رخ داد. این کشف می تواند به روشن شدن معمای چگونگی رشد سیاهچاله های کلان پرجرم که جرم آنها به میلیون ها یا حتی میلیاردها برابر خورشید می رسد کمک کند.
این سیاهچاله بخشی از مجموعه ای از اجرام است که در کیهان اولیه توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) شناسایی شده است. اشیاء مرموز معروف به نقاط قرمز کوچک. نقاط نور قرمز تنها از طریق چشم مادون قرمز بسیار قدرتمند این تلسکوپ 10 میلیارد دلاری قابل مشاهده است.
با این حال، هیچ چیز “کوچکی” در مورد این سیاهچاله وجود ندارد که جرم آن 100 میلیون برابر جرم خورشید است. تیم اعزامی یک نام نمادین برای آن انتخاب کردند: Bird که مخفف Great Red Spot است.
خود سیاهچاله ها هیچ نوری از خود ساطع نمی کنند و در واقع هر نوری را که به دلیل گرانش عظیم خود به آنها می تابد به دام می اندازند. با این حال، هنگامی که این غول های کیهانی در وسط مقدار بسیار زیادی ماده قرار می گیرند و از آن تغذیه می شوند، این ماده و منابع انرژی فوران شده از قطب های سیاهچاله، جسم بسیار درخشانی به نام کوازار را تشکیل می دهند. این اجسام را می توان از فواصل دور دید. برای مثال، 10 میلیارد سال طول کشید تا نور از فضا به زمین برسد.
برد در منطقه ای از آسمان در نزدیکی یک اختروش به نام J1030 کشف شد که خود یک سیاهچاله بسیار پرجرم در فاصله 12.5 میلیارد سال نوری از زمین است. این بخش از آسمان نیز توسط اخترشناسان، از جمله یک گروه تحقیقاتی از موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. اما هنگامی که آنها تصاویر و طیف های به دست آمده توسط تلسکوپ جیمز وب را با ابزار NIRCam به دقت بررسی کردند، یک منبع نور غیر معمول را مشاهده کردند. یک نقطه روشن در نور مادون قرمز که قبلاً در داده های اشعه ایکس یا رادیویی دیده نشده بود.
فدریکا لویاکونو، سرپرست تیم و محقق، می‌گوید: «ما فهرستی از منابع در میدان دید را از روی تصاویر کالیبره‌شده تهیه کردیم. ما در آنجا متوجه Bird شدیم. یک جسم درخشان و نقطه مانند که نه ستاره است و نه در نمودارهای اشعه ایکس یا رادیویی قبلی ظاهر شده است. ما طیف آن را تجزیه و تحلیل کردیم. آنچه به ما اطلاعاتی در مورد ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی ماده می دهد.
عناصر نور را در طول موج های خاصی جذب یا ساطع می کنند. بنابراین هر عنصر اثر انگشت نوری خود را دارد که در طیف آن قابل مشاهده است.
ما سیگنال‌های واضحی از هیدروژن پیدا کردیم، به‌ویژه خطی به نام گاما Paschen که نشان‌دهنده وجود هیدروژن یونیزه و همچنین نشانه‌هایی از هلیوم در حالت جذب است.
لویسیانو می‌گوید: «این جزئیات به ما اجازه داد تا فاصله پرنده را تخمین بزنیم، و متوجه شدیم که در مقایسه با بسیاری از نقاط قرمز کوچک شناخته شده نسبتاً به ما نزدیک است. از تجزیه و تحلیل طیف این منبع، ما همچنین توانستیم جرم سیاهچاله مرکزی را تخمین بزنیم. این تقریباً 100 میلیون برابر جرم خورشید است.
نقاط قرمز کوچک اجسامی بسیار فشرده با خواص طیفی غیرعادی هستند. در مورد ماهیت آنها نظریه های مختلفی وجود دارد. در این میان، فرضیه جدیدی وجود دارد که می گوید ممکن است نوعی جرم آسمانی جدید به نام ستاره های سیاه چاله وجود داشته باشد.
با این حال، یکی از تئوری های رایج این است که نقاط قرمز کوچک در واقع سیاهچاله ها را تغذیه و رشد می کنند. مشکل این است که اگر واقعاً چنین بود، منطقه اطراف آنها باید تشعشعات پرانرژی را در محدوده اشعه ایکس ساطع می کرد، اما این مورد برای نقاط قرمز کوچک، از جمله Bird نیست.
یک توضیح احتمالی این است که این نقاط در واقع اولین دانه های سیاهچاله های بسیار پرجرم هستند که در گوشته ای ضخیم از گاز و غبار پنهان شده اند. این لایه ها تابش اشعه ایکس پرانرژی را جذب می کنند اما اجازه می دهند نور مادون قرمز با انرژی کمتر از آن عبور کرده و به ما برسد.
اما حتی در میان نقاط قرمز کوچک شناخته شده، پرنده غیرعادی است. لویسیانو توضیح می دهد که قبل از پرنده، تنها دو نقطه قرمز کوچک با خواص طیفی مشابه، از جمله خطوط هلیوم و پرتوهای گاما، در این فاصله کیهانی شناخته شده بودند. وقتی طیف پرنده را با این دو مقایسه کردیم، شباهت های زیادی دیدیم. عرض خطوط، جذب، جرم سیاهچاله و چگالی گاز تقریباً مشابه بودند. این ما را به این نتیجه رساند که Bird متعلق به همان خانواده نقاط قرمز کوچک است.
تا پیش از این تصور می شد که این اجرام در زمان «ظهر کیهانی» (حدود 11 میلیارد سال پیش) از بین رفته اند، اما محاسبات این گروه نشان می دهد که این نقاط هنوز در آن زمان در جهان به وفور وجود داشته اند.
چالش بعدی این است که این تحقیق را به تعداد بیشتری از نقاط قرمز کوچک گسترش دهیم تا بتوانیم جزئیات بیشتری از آنها بدست آوریم و تصویر کامل تری بسازیم. تلسکوپ جیمز وب افق‌های جدیدی را در اخترفیزیک برون‌کهکشانی گشوده است و اجرامی را آشکار می‌کند که هرگز تصورش را هم نمی‌کردیم و تازه در آغاز این ماجراجویی هستیم.