اكتشف علماء الفلك أقدم ثقب أسود هائل حتى الآن، ويعود تاريخه تقريبًا إلى زمن الانفجار الكبير.
ويقع الثقب الأسود، الذي يقدر حجمه بنحو 10 إلى 100 مليون مرة أكبر من شمسنا، على بعد 13.2 مليار سنة ضوئية في المجرة UHZ-1.
وهذا يعني أن ضوءه قد سافر 13.2 مليار سنة ليصل إلى تلسكوباتنا الفضائية، مما يجعله لقطة مذهلة للماضي القديم.
وهذا يعني أيضًا أنها تشكلت بعد 500 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير (قبل 13.7 مليار سنة)، عندما كان عمر الكون 3% فقط من عمره الحالي.
على الرغم من أنه ليس واحدًا من أضخم الثقوب السوداء على الإطلاق، إلا أنه ضخم بشكل غير عادي بالنسبة لمثل هذه المرحلة المبكرة من النمو وكان يقول الباحثون: “ولدت ضخمة”.
اكتشف علماء الفلك أبعد ثقب أسود تم اكتشافه على الإطلاق بالأشعة السينية باستخدام التلسكوبات الفضائية تشاندرا وجيمس ويب. يعد انبعاث الأشعة السينية علامة واضحة على وجود ثقب أسود فائق الكتلة. تُظهر هذه الصور مجموعة المجرات أبيل 2744 التي يقع خلفها UHZ1، في الأشعة السينية القادمة من تشاندرا وبيانات الأشعة تحت الحمراء من ويب، بالإضافة إلى لقطات مقربة للمجرة المضيفة للثقب الأسود UHZ1.
صور تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) مأخوذة من المجرة UHZ-1 باستخدام NIRCam الخاص بالمرصد
إن الكيفية التي تشكلت بها الثقوب السوداء الأولى في بداية الكون كانت محل جدل طويل الأمد بين علماء الفلك.
لكن حقيقة أن هذا الثقب الأسود قديم للغاية مع وجود مثل هذه الكتلة الكبيرة يعطي علماء الفلك فكرة حاسمة.
ويعتقد الباحثون أنها تشكلت مباشرة من انهيار سحابة ضخمة من الغاز، استنادا إلى الأشعة السينية التي اكتشفتها التلسكوبات بما في ذلك جيمس ويب.
وقال مؤلف الدراسة: “أخيرا، اكتشاف ثقب أسود كان كبيرا جدا، عندما كان الكون صغيرا جدا، يخبرنا أن الثقب الأسود يجب أن يكون كبيرا جدا عندما تشكل في البداية، ربما من الانهيار المباشر لسحابة غازية ضخمة”. أندي جولدينج في جامعة برينستون في نيوجيرسي.
“الثقب الأسود لديه وقت قصير جدًا للنمو، مما يعني أنه إما نما بسرعة غير عادية أو أن الثقب الأسود ولد أكبر.”
تعتبر الثقوب السوداء مصدر إلهام لأفلام الخيال العلمي، وهي مناطق من الزمكان حيث يكون سحب الجاذبية قويًا جدًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الخروج منها.
وهي بمثابة مصادر مكثفة للجاذبية التي تحوم حول الغبار والغاز، وكذلك الكواكب وحتى الثقوب السوداء الأخرى.
غالبًا ما توصف بأنها “وحوش مدمرة” لأنها تمزق النجوم، وتستهلك أي شيء يقترب منها، وتأسر الضوء.
تعمل الثقوب السوداء كمصادر مكثفة للجاذبية التي تحوم حول الغبار والغاز، وكذلك الكواكب وحتى الثقوب السوداء الأخرى (تصوير فني)
اكتشف الباحثون الثقب الأسود باستخدام مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا وتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا (كما هو موضح هنا)
الثقب الأسود الهائل هو أكبر نوع من الثقوب السوداء، حيث تبلغ كتلته أكثر من 100000 وتصل كتلته إلى 10 مليارات مرة كتلة شمسنا.
قدر الباحثون أن كتلة هذا الثقب الأسود تحديدًا تتراوح بين 10 إلى 100 مليون شمس بناءً على سطوع وطاقة الأشعة السينية.
تشبه هذه الكتلة كتلة جميع النجوم الموجودة في المجرة التي تعيش فيها، لكن هذا شيء من الغرابة الفلكية.
عادة، تحتوي الثقوب السوداء الموجودة في مراكز المجرات الأخرى على حوالي عُشر بالمائة فقط من كتلة نجوم المجرة المضيفة لها.
اكتشف فريق البحث الأشعة السينية باستخدام تلسكوبين فضائيين تابعين لناسا – جيمس ويب، أقوى تلسكوب فضائي على الإطلاق يمكنه “النظر عبر الزمن”، ومرصد شاندرا الذي يعود تاريخه إلى ربع قرن.
تشاندرا، الذي تم إطلاقه في عام 1999، حساس لمصادر الأشعة السينية بنسبة 100 مرة أقل من أي تلسكوب سابق للأشعة السينية.
وقال مؤلف الدراسة أكوس بوجدان من مركز الفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس: “كنا بحاجة إلى ويب للعثور على هذه المجرة البعيدة بشكل ملحوظ، وشاندرا للعثور على ثقبها الأسود الهائل”.
أظهرت صور تشاندرا وجود غازات شديدة الحرارة تنبعث منها أشعة سينية في هذه المجرة، وهي علامة تجارية لثقب أسود فائق الكتلة ومتنامي.
أظهرت عمليات الرصد التي أجراها تشاندرا على مدى أسبوعين وجود غازات شديدة الحرارة تنبعث منها أشعة سينية في هذه المجرة، وهي علامة تجارية لثقب أسود فائق الكتلة ومتنامي.
وقد تم مساعدة الفريق من خلال تأثير مكبر يعرف باسم عدسة الجاذبية – حيث يعمل مجال الجاذبية لجسم ضخم على تضخيم وتشويه الضوء القادم من جسم آخر خلفه.
تم تضخيم الضوء الصادر من المجرة والأشعة السينية الصادرة عن الغاز حول الثقب الأسود بمقدار أربعة أضعاف تقريبًا عن طريق “المادة المتداخلة” بسبب عدسة الجاذبية.
كان لهذا تأثير في تعزيز إشارة الأشعة تحت الحمراء التي اكتشفها ويب والسماح لشاندرا باكتشاف مصدر الأشعة السينية الخافت.
وبشكل عام، تتفق النتائج مع التوقعات في عام 2017 بشأن “الثقب الأسود الضخم” الذي تشكل مباشرة من انهيار سحابة ضخمة من الغاز، وفقا للفريق.
ويقولون: “إن الجمع بين كتلة الثقب الأسود العالية هذه ونسبة الكتلة النجمية الكبيرة للثقب الأسود إلى المجرة بعد 500 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير تم التنبؤ به نظريًا”.
تشاندرا، الذي تم إطلاقه في عام 1999، حساس لمصادر الأشعة السينية 100 مرة أكثر خفوتا من أي تلسكوب سابق للأشعة السينية
ويعتقدون أنه يمكن استبعاد النظريات الأخرى حول كيفية تشكل الثقوب السوداء، مثل موت النجوم الضخمة الأولى، لأنها لم تتمكن من إنتاج ثقب أسود كبير بما يكفي لتفسير هذا الثقب.
ويخطط الباحثون لاستخدام هذه النتائج وغيرها من نتائج ويب وبيانات من التلسكوبات الأخرى لملء صورة أكبر للكون المبكر.
وخلص الباحثون إلى أن “البيانات الواردة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي تعمل على تغيير فهمنا للكون المبكر بسرعة من خلال تمكين اكتشاف عينات كبيرة من المجرات الخافتة والبعيدة في أعماق تلك الحقبة”.
ونُشرت الدراسة في مجلة Nature Astronomy.
خمس نظريات عن الثقوب السوداء ستذهلك
تعد الثقوب السوداء من أكثر الأشياء الرائعة والمثيرة للجدل في الكون.
لقد استحوذت على خيال الجمهور لعقود من الزمن، ويرجع الفضل في ذلك جزئيا إلى الراحل ستيفن هوكينج، الذي حولها من نظرية علمية صعبة الفهم إلى مصدر للعجب الغامض.
غامض: الثقوب السوداء من بين أكثر الأجسام إثارةً للجدل في الكون (صورة مخزنة)
لقد قاموا أيضًا بتوزيع الثقافة الشعبية من خلال مجلات الخيال العلمي وستار تريك وأفلام هوليوود الرائجة.
ولكن ما هي النظريات الخمس الأكثر غرابة وإبهارًا حول الثقوب السوداء والتي لا يمكن فهمها ويحير العقل؟
هنا MailOnline يلقي نظرة.