اكتشاف نقاط حمراء صغيرة غامضة قد تكون شرانق للثقوب السوداء

منذ أن بدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي العمل، حير علماء الفلك في جميع أنحاء العالم من النقاط الحمراء الصغيرة الغامضة في صوره. الآن باحثون من جامعة كوبنهاغن وقدم تفسيرا لهذه الظاهرة.

كانت مصادر الإشعاع غير العادي، على الأرجح، عبارة عن ثقوب سوداء شابة مخبأة في شرانق كثيفة من الغاز المتأين. ونشرت نتائج العمل في المجلة طبيعة.

وقدم تلسكوب جيمس ويب، الذي تم نشره في نقطة تشغيله على مسافة حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض في نهاية عام 2021، لمحة عن عصر كان عمر الكون فيه بضع مئات الملايين من السنين فقط. في مثل هذه المراحل المبكرة من التاريخ الكوني، تم اكتشاف “النقاط الحمراء”، والتي تختفي تمامًا بعد حوالي مليار عام من تاريخ الكون، وفقًا للملاحظات.

في البداية كان من المفترض أن هذه كانت مجرات ضخمة يصل ضوءها إلينا بعد 13 مليار سنة. ومع ذلك، فإن هذه النسخة لم تتناسب بشكل جيد مع معدل تطور المجرات بعد الانفجار الكبير. أدى تحليل البيانات الذي أجراه علماء من مركز الفجر الكوني في معهد نيلز بور (الدنمارك) لمدة عامين إلى نتيجة مختلفة: نحن نتحدث عن الثقوب السوداء في المراحل الأولى من النمو.

الوزن أقل من المتوقع

ووفقا للبروفيسور داراش واتسون، أحد القائمين على الدراسة، فإن هذه الأجسام عبارة عن ثقوب سوداء شابة، كتلتها أقل بنحو مائة مرة مما كان يعتقد سابقا.

وهي محاطة بشرنقة غازية كثيفة تمتص المادة منها بنشاط. أثناء عملية التراكم، يصبح الغاز ساخنًا جدًا ويبدأ في الإشعاع بشكل مكثف، وعندما يمر عبر الشرنقة، يكتسب هذا الإشعاع لونًا أحمر مميزًا.

اليوم، عدة مئات من هذه النقاط الحمراء الصغيرة معروفة. على الرغم من أن هذه هي بعض الثقوب السوداء الأكثر ضغطًا التي تم رصدها على الإطلاق، إلا أن كتلتها تبلغ حوالي 10 ملايين كتلة شمسية وحجم نموذجي يبلغ حوالي 10 ملايين كيلومتر.

حل لغز قديم

تنمو الثقوب السوداء عن طريق استهلاك الغاز المحيط بها، لكن هذه العملية ليست فعالة بنسبة 100%. تشكل المادة المتساقطة قرصًا متراكمًا، حيث تسخن حتى ملايين الدرجات وتبدأ في التوهج الساطع. في هذه الحالة، لا يصل جزء كبير من الغاز إلى أفق الحدث، ولكن يتم طرده مرة أخرى على شكل تدفقات قوية على طول أقطاب الثقب الأسود الدوار.

وفي مركز مجرتنا درب التبانة، يوجد أيضًا ثقب أسود هائل تبلغ كتلته حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس، وتوجد أجسام مماثلة في مراكز معظم المجرات. لكن ظل أصل هؤلاء العمالقة وتطورهم المبكر غير واضح لفترة طويلة.

بحث جديد يساعد على سد هذه الفجوة. تُظهِر مراقبة الثقوب السوداء الشابة في مرحلة النمو النشط كيف أنه بعد 700 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير، تشكلت ثقوب سوداء فائقة الكتلة ذات كتل أكبر بمليار مرة من كتلة الشمس في الكون. شرانق الغاز الكثيفة المحيطة بهذه الأجسام زودتها “بالوقود” الوفير وسمحت لها بالنمو بشكل أسرع بكثير مما توقعته النماذج السابقة.