تلسکوپ جیمز وب برای مطالعه کیهان اولیه و اولین کهکشانها و سیاهچالهها ساخته شده است. از همان ابتدا، این تلسکوپ اجرامی را کشف کرد که انتظارات درباره سرعت شکلگیری ساختارها پس از انفجار بزرگ را به چالش کشید.
این جسم که MoM-BH*-1 نام دارد، در زمانی مشاهده شده که کیهان تنها چندصد میلیون سال سن داشت. ستارهشناسان آن را بهعنوان یک ستاره سیاهچالهای معرفی کردهاند؛ نوعی جرم فرضی که اگر درست باشد، میتواند پرده از یکی از رازهای بزرگ تلسکوپ جیمز وب بردارد.
نقاط قرمز کوچک؛ معمای جیمز وب
از زمانی که تلسکوپ جیمز وب شروع به بررسی کیهان اولیه کرد، اجرام فشرده و سرخرنگی را مشاهده کرده که به نقاط قرمز کوچک معروف شدهاند. این اجرام در مشاهدات کیهان دور بسیار فراوان هستند، اما در جهان امروزی تقریباً ناپدید میشوند. چیستی این اجرام به یکی از بحثبرانگیزترین موضوعات در دوران جیمز وب تبدیل شده است.
ستارهای که نمیتواند ستاره باشد
درخشش فوقالعاده این جرم، دانشمندان را به این نتیجه رساند که یک ستاره معمولی نمیتواند منبع چنین نوری باشد. روهان نایدو (Rohan Naidu)، نویسنده اصلی این پژوهش از مؤسسه فناوری ماساچوست، توضیح داد: چیزی را میبینید که شبیه یک ستاره است، اما ۱۰۰ میلیارد برابر درخشانتر است؛ یعنی نمیتوان این نور را با همجوشی هستهای (همان منبع انرژی که در قلب همه ستارههای شناختهشده قرار دارد) توضیح داد.
[درخششی ۱۰۰ میلیارد برابر خورشید؛ ستاره یا سیاهچاله؟]
در این تصاویر تلسکوپ فضایی جیمز وب، ستاره سیاهچالهای به صورت یک نقطه قرمز کوچک دیده میشود. چنین نقاط قرمز کوچکی در تصاویر جیمز وب بسیار رایج هستند.
یک سیاهچاله درون پوششی از هیدروژن
راهحل پیشنهادی بهمراتب عجیبتر است: یک سیاهچاله که درون پوششی عظیم از هیدروژنِ چگال فرو رفته است. در این مدل، مادهای که به سمت سیاهچاله میافتد، انرژی عظیمی آزاد میکند و سپس هیدروژن اطراف، این تابش را جذب، پراکنده و دوباره منتشر میکند. از فاصله دور، این ساختار ممکن است مانند یک ستاره به نظر برسد، در حالی که منبع انرژی آن کاملاً متفاوت است.
نایدو توضیح داد: تصویر ما از این جرم به سرعت در حال تغییر است. فکر میکنیم یک سیاهچاله مرکزی با جرمی برابر ۱۰۰ هزار خورشید وجود دارد و دور آن، پوششی عظیم از گاز است که مانند یک ستاره به اندازه منظومه شمسی عمل میکند. بسیار بزرگ است.
نقش هیدروژن در ایجاد رنگ سرخ
یکی از ویژگیهای برجسته این جرم، رنگ سرخ فوقالعاده آن است. دانشمندان معمولاً رنگ سرخ را به غبار نسبت میدهند، اما در این جرم، رنگ سرخ ناشی از هیدروژن چگال است. این هیدروژن، نور آبی را جذب میکند و تنها نور سرخ را عبور میدهد.
پاسخی برای معمای «نقاط قرمز کوچک»
پژوهشگران معتقدند کهMoM-BH*-1 ممکن است نمونهای برجسته از پدیدهای رایجتر باشد. بهگفته آنها، هر نقطه قرمز کوچک میتواند یک ستاره سیاهچالهای باشد که درون یک کهکشان اولیه جای گرفته است. اما آنچه MoM-BH*-1 را خاص میکند، این است که ستاره سیاهچالهای تقریباً بهطور کامل کهکشان میزبان خود را تحتالشعاع قرار داده است.
اهمیت این کشف
اگر این تفسیر درست باشد، کشف MoM-BH*-1 میتواند به یکی از مهمترین پرسشهای اخترفیزیک پاسخ دهد: چگونه سیاهچالههای کلانجرم در اوایل کیهان، زمانی که کمتر از یک میلیارد سال از عمر جهان میگذشته، به جرمی معادل یک میلیارد خورشید رسیدهاند؟ وجود پوششهای عظیم از گاز، میتوانسته به سیاهچالهها اجازه دهد تا بهسرعت تغذیه کنند و جرم خود را افزایش دهند.
جزئیات این پژوهش در نشریه نِیچِر/ Nature منتشر شده است.
