شناسایی دوردستترین ابرسیاهچاله پرجرم فعال را که تا به حال دیده شده است تلسکوپ فضایی جیمز وب !!

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) دوردست ترین ابر سیاهچاله پرجرم فعال را تا به امروز شناسایی کرده است.

چشم اندازی پانوراما از بیش از 10000 کهکشان که به عنوان بررسی علم انتشار زودهنگام تکامل کیهانی (CEERS) شناخته می شود. (اعتبار تصویر: تصویر: NASA، ESA، CSA، Steve Finkelstein (UT Austin)، Micaela Bagley (UT Austin)، Rebecca Larson (UT Austin). پردازش تصویر: Alyssa Pagan (STScI))

کهکشانی که میزبان سیاهچاله باستانی، CEERS 1019 است، در اوایل تاریخ کیهان، درست 570 میلیون سال پس از انفجار بزرگ، شکل گرفت. سیاهچاله بسیار پرجرم فعال در مرکز CEERS 1019 نه تنها از نظر سن و مسافت غیرمعمول است، فقط 9 میلیون جرم خورشیدی دارد، یعنی 9 میلیون بار پرجرمتر از خورشید است. به طور معمول، بیشتر ابرسیاه‌چاله‌های پرجرم در کیهان اولیه بیش از ۱ بیلیون جرم خورشیدی دارند که باعث درخشان‌تر شدن و تشخیص آسان‌تر آن‌ها می‌شود.

اندازه نسبتا کوچک سیاهچاله در مرکز CEERS 1019 تا حدودی یک معما است. بر اساس بیانیه‌ای از موسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور که عملیات علمی جیمزوب را مدیریت می‌کند، “هنوز دشوار است که توضیح دهیم چگونه این تلسکوپ به این زودی پس از شروع جهان شکل گرفته است.” ستاره‌شناسان مدت‌ها گمان می‌کردند که سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر باید در روزهای اولیه کیهان شکل گرفته باشند، اما این مشاهدات اولین مشاهداتی هستند که آنها را با چنین جزئیاتی مشاهده می‌کنند.

دیل کوچوسکی از کالج کولبی در واترویل، مین که رهبری یکی از سه مطالعه جدید را بر عهده داشت، گفت: “محققان مدتهاست می دانستند که باید سیاهچاله هایی با جرم کمتر در کیهان اولیه وجود داشته باشند. وب اولین رصدخانه‌ای است که می‌تواند آنها را به وضوح ثبت کند.” از جیمزوب برای نگاه کردن به جهان دور استفاده کرد. اکنون ما فکر می‌کنیم که سیاهچاله‌های با جرم کمتر ممکن است در همه جا باشند و منتظر کشف شوند.

سیاه‌چاله در CEERS 1019 با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب به عنوان بخشی از بررسی علم انتشار زودهنگام تکامل کیهانی (CEERS) کشف شد، برنامه‌ای تحقیقاتی که برای آزمایش و اعتبارسنجی روشهایی برای نظاره‌کردن به تاریخ کیهان طراحی شده است. منطقه‌ای از فضای بین صورت فلکی دب اکبر و گاوران. داده‌های جمع‌آوری‌شده برای این نظرسنجی قبلاً اخترشناسان را به وجد آورده است.

استیون فینکلشتاین، اخترشناس دانشگاه تگزاس در آستین که رهبری بررسی CEERS را برعهده دارد و یکی از نویسندگان یکی از مطالعات CEERS 1019 که از داده‌های جیمزوب استفاده می‌کرد، می‌گوید: «تاکنون تحقیقات درباره اجرام در جهان اولیه عمدتاً نظری بود. با وب، نه تنها می‌توانیم سیاه‌چاله‌ها و کهکشانها را در فواصل بسیار زیاد ببینیم، بلکه اکنون می‌توانیم اندازه‌گیری دقیق آنها را شروع کنیم

این تصویر دورترین سیاهچاله‌های پرجرم فعال را نشان می‌دهد که در حال حاضر در جهان شناخته شده‌اند. دورترین سیاهچاله CEERS 1019 است که کمی بیش از 570 میلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است. CEERS 746 یک بیلیون سال پس از انفجار بزرگ کشف شد. جایگاه سوم در حال حاضر به CEERS 2782 می رسد که 1.1 بیلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است. (اعتبار تصویر: تصویر: NASA، ESA، CSA، Leah Hustak (STScI). علم: Steve Finkelstein (UT Austin))

جیمزوب توانست انبوهی از داده‌های طیفی را در CEERS 1019 جمع‌آوری کند، امضاهای الکترومغناطیسی که ترکیب شیمیایی، جرم و سایر خواص کهکشان را نشان می‌دهد. داده‌ها نشان می‌دهد که کهکشان به طور فعال در حال تولید ستاره‌های جدید است، احتمالاً در نتیجه ادغام با کهکشان دیگری که فعالیت سیاهچاله مرکزی CEERS 1019 را تغذیه می‌کند.

داده‌های طیفی CEERS 1019 جمع‌آوری شده توسط جیمزوب. قله سفید فقط از 4.7 میکرون گذشته نشان دهنده هیدروژن است. داده‌های وب به دو مدل برازش داده می‌شوند، زیرا بیش از یک منبع مسئول شکل داده‌ها هستند. مدل پهن در پایین که با رنگ زرد نشان داده شده است، با گازی مطابقت دارد که با سرعت بیشتری در قرص برافزایش فعال سیاهچاله می‌چرخد. مدل ارغوانی با قله بلند با گاز کندتر در کهکشان مطابقت دارد. این انتشار از ستاره‌هایی است که به طور فعال در حال شکل‌گیری هستند. (اعتبار تصویر: تصویر: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). علم: Steve Finkelstein (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin), Pablo Arrabal Haro (NSF’s NOIRLab))

علاوه بر شناسایی سیاهچاله در مرکز CEERS 1019، این بررسی همچنین دو «سبک» دیگر، ابرسیاهچاله‌های پرجرم با جرم کمتر از آنچه پیدا کرد که معمولاً در سیاهچاله‌ها در آن فاصله دیده می‌شود،.

این دو سیاهچاله در هسته کهکشان‌های CEERS 2782 و CEERS 746 به ترتیب 1.1 بیلیون سال و 1 بیلیون سال پس از انفجار بزرگ تشکیل شده‌اند. وزن هر کدام حدود 10 میلیون خورشید است.

برای مقایسه: سیاهچاله واقع در قلب کهکشان راه شیری خودمان که به نام کمان A* شناخته می‌شود، حدود 4.3 میلیون برابر جرم خورشید است که برای یک سیاهچاله مدرن بسیار سبک است. به عنوان مثال، غول بزرگی که در مرکز کهکشان M87 قرار دارد، حدود 6.5 بیلیون جرم خورشید را در خود جای داده است.

اولین طیف ثابت می‌کند که سیاهچاله CEERS 2782 تنها 1.1 بیلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است و نور خود را 12.7 بیلیون سال پیش ساطع کرده است. دومی، CEERS 746، کمی زودتر، 1 بیلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشت، اما قرص برافزایش درخشان آن هنوز تا حدی توسط غبار پوشیده شده است. (اعتبار تصویر: تصویر: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI). علم: Steve Finkelstein (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin), Pablo Arrabal Haro (NSF’s NOIRLab))

در مجموع 11 کهکشان با استفاده از داده‌های بررسی CEERS  جیمزوب کشف شده‌اند، کهکشان‌هایی که تصور می‌شود بین 470 تا 675 میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته‌اند. به گفته محققان، داده‌های تولید شده توسط مطالعه این کهکشان‌ها می‌تواند درک اخترشناسان از چگونگی شکل‌گیری و تکامل ستارگان و کهکشان‌ها در طول تاریخ کیهانی را متحول کند.

پابلو آرابال هارو از NOIRLab، نویسنده اصلی یکی از مطالعات با استفاده از بررسی CEERS، می‌گوید: «من غرق طیف‌های بسیار دقیق کهکشان‌های دوردست هستم. “این داده‌ها کاملاً باورنکردنی هستند.”

​

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope detects most distant active supermassive black hole ever seen

By Brett Tingley

 https://www.space.com/james-webb-space-telescope-most-distant-supermassive-black-hole