دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب موفق به کشف یک سیاهچاله عظیم شدهاند که ظاهراً پیش از شکلگیری کهکشان میزبان خود به وجود آمده؛ کشفی شگفتانگیز که میتواند نظریههای فعلی درباره نحوه تولد و رشد سیاهچالههای کلانجرم را زیر سؤال ببرد.
این سیاهچاله که جرمی معادل ۵۰ میلیون خورشید دارد، تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگبنگ وجود داشته است؛ زمانی بسیار ابتدایی در تاریخ جهان که طبق مدلهای رایج، چنین سیاهچاله عظیمی نباید هنوز شکل گرفته باشد.
پژوهشگران میگویند این کشف یک «تغییر پارادایم» در درک ما از سیاهچالهها محسوب میشود.
«روبرتو مایولینو» از مؤسسه کاولی دانشگاه کمبریج در اینباره گفت: «این یافته فوقالعاده است. ما باید سناریوهای کلاسیک شکلگیری و رشد سیاهچالهها را کاملاً بازنگری کنیم.»
بر اساس نظریههای فعلی، سیاهچالههای کلانجرم از فروپاشی ستارههای بزرگ و ادغام تدریجی سیاهچالههای کوچکتر به وجود میآیند؛ فرایندی که میلیونها تا میلیاردها سال زمان میبرد. اما حالا دادههای جیمز وب نشان میدهد در جهان اولیه، سیاهچالههایی بسیار بزرگتر و سریعتر از انتظار شکل گرفتهاند.
این کشف از بررسی جرمی موسوم به «Abell2744-QSO1» به دست آمده؛ جسمی که در دسته اجرام اسرارآمیز «نقاط قرمز کوچک» یا Little Red Dots قرار میگیرد. این جرم تنها حدود ۱۳۰۰ سال نوری قطر دارد، اما به لطف پدیده «همگرایی گرانشی» توسط خوشه کهکشانی عظیم «آبل ۲۷۴۴»، تصویر آن چند برابر بزرگتر و روشنتر دیده میشود و امکان بررسی دقیقش فراهم شده است.
مشاهدات اولیه نشان داده بود این جرم چیزی بیش از یک ابر گازی با سیاهچالهای ۴۰ میلیون برابر خورشید نیست، اما اندازهگیریهای جدید با ابزار NIRSpec تلسکوپ جیمز وب مشخص کرد جرم واقعی این سیاهچاله حدود ۵۰ میلیون برابر خورشید است.
دانشمندان با بررسی حرکت گازهای اطراف سیاهچاله و تحلیل عناصر موجود در آن دریافتند این سیاهچاله بخش بزرگی از جرم کل کهکشان میزبان را تشکیل میدهد؛ وضعیتی که در کهکشانهای امروزی تقریباً دیده نمیشود.
پژوهشگران در مقاله خود توضیح دادهاند که این سیستم بسیار ابتدایی و از نظر شیمیایی «تکاملنیافته» است، اما در عین حال سیاهچالهای فوقالعاده عظیم را در خود جای داده؛ موضوعی که توضیح آن برای بیشتر مدلهای فعلی بسیار دشوار است.
«فرانچسکو دِاوژنيو»، یکی از پژوهشگران این پروژه، میگوید:
«تا پیش از این، اندازهگیری جرم سیاهچالههای جهان اولیه بهصورت غیرمستقیم انجام میشد و بر پایه فرضیاتی بود که از جهان امروزی گرفته شده بودند. اما حالا برای نخستینبار توانستهایم جرم یک سیاهچاله را در نخستین میلیارد سال عمر جهان بهطور مستقیم اندازهگیری کنیم.»
اگرچه این کشف هنوز پاسخ نهایی درباره منشأ سیاهچالههای کلانجرم را ارائه نمیدهد، اما یک نکته را روشن کرده است: سیاهچالهها در جهان اولیه احتمالاً بسیار سریعتر و پیچیدهتر از چیزی که تصور میشد رشد کردهاند.
این یافته میتواند نگاه دانشمندان به شکلگیری کهکشانها و تکامل اولیه جهان را بهطور اساسی تغییر دهد.
