قدیمی ترین سیاهچاله شناخته شده در حال خوردن کهکشان خود است

ستاره‌شناسان قدیمی‌ترین سیاهچاله شناخته شده را کشف کرده‌اند. قدمت آن به بیش از 13 بیلیون سال می‌رسد، زمانی که جهان تنها 400 میلیون سال قدمت داشت.

این تصویر – که توسط تلسکوپ فضایی هابل در سال 2016 گرفته شد – موقعیت کهکشان GN-z11 را نشان می‌دهد. یک ابرسیاهچاله پرجرم – قدیمی‌ترین سیاهچاله شناخته شده‌ای که در حال حاضر درباره آن می‌دانیم – در مرکز این کهکشان قرار دارد. تصویر از NASA/ ESA/ P. Oesch (دانشگاه ییل).

یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان در 17 ژانویه 2024 گفت که نامزد جدیدی برای قدیمی‌ترین سیاهچاله شناخته شده کشف کرده است. آنها گفتند که این سیاره بیش از 13 بیلیون سال قدمت دارد، طبق تئوری‌های مدرن، تقریباً به اندازه خود جهان است. به نظر می‌رسد که قدمت آن تنها به 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ باز می‌گردد. آنها گفتند این سیاهچاله در حال “خوردن” کهکشان میزبان خود است و موادی را می‌بلعد تا به رشد آن کمک کند. هیچ چیز جدیدی وجود ندارد. سیاهچاله‌ها در جهان اولیه به این ترتیب گرسنه هستند! اما محققان همچنین گفتند که این سیاهچاله بزرگتر از آن چیزی است که در اوایل تاریخ کیهان وجود داشت.

محققان به سرپرستی دانشگاه کمبریج در بریتانیا، جزئیات اکتشاف خود را در 17 ژانویه 2024 در طبیعت منتشر کردند.

قدیمی‌ترین سیاهچاله شناخته شده

سیاهچاله در مرکز کهکشان جوان GN-z11 قرار دارد. این شبیه به روشی است که ابرسیاهچاله‌های پرجرم معمولاً در مراکز کهکشان‌ها یافت می‌شوند. اما دیدن یک سیاهچاله پرجرم در کهکشانی که هنوز جوان است و تنها چند صد میلیون سال سن دارد، غیرعادی است. در حالی که سیاهچاله ممکن است از نظر اندازه نسبتا کوچک باشد، اما بسیار پرجرم و چند میلیون برابر جرم خورشید ما است. نویسنده اصلی روبرتو مایولینو در دانشگاه کمبریج گفت:

برای دیدن سیاهچاله‌ای به این بزرگی در کیهان خیلی زود است، بنابراین ما باید راههای دیگری را که ممکن است تشکیل شوند در نظر بگیریم. کهکشانهای بسیار اولیه بسیار غنی از گاز بودند، بنابراین مانند بوفه‌ای برای سیاهچاله‌ها بودند.

برای روشن بودن، ستاره شناسان قدیمی‌ترین سیاهچاله شناخته شده را می بینند که بیش از 13 بیلیون سال پیش وجود داشته است. این شمارش معکوس از امروز، زمان ماست. اما این بدان معناست که در آن زمان، سیاهچاله در واقع هنوز جوان بود. ما آن را به گونه‌ای می بینیم که تنها 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است. در یک مقیاس زمانی کیهانی، هنوز یک نوزاد بود. کیهان تنها 3 درصد سن کنونی خود را داشت.

نمای کامل از هابل که مکان کهکشان GN-z11 را نشان می‌دهد. تصویر از  NASA/ ESA/ P. Oesch (دانشگاه ییل).

در این مفهوم هنری از یک سیاهچاله بسیار پرجرم، تاج به صورت چرخشهای مخروطی رنگ پریده در بالای صفحه برافزایش ظاهر می‌شود. این سیاهچاله‌های غول پیکر در مراکز کهکشان‌ها ساکن هستند. تصویر از ناسا/ Aurore Simonnet (دانشگاه ایالتی سونوما).

سیاهچاله در حال بلعیدن کهکشان خود است

سیاهچاله‌ها گاز و سایر مواد اطراف خود را مصرف می‌کنند و به رشد آنها کمک می‌کنند و این یکی فرقی با بقیه ندارد، اما ستاره‌شناسان همچنین گفتند که این سیاهچاله اشتهای زیادی، بسیار بیشتر از سیاهچاله‌های قدیمی دارد. اما ممکن است مضر باشد، زیرا ممکن است بیش از حد غذا خوردن باشد. اگر یک سیاهچاله گاز زیادی مصرف کند، در عوض شروع به دور کردن گاز از آن می‌کند.

گاز توسط یک “باد” فوق سریع دور می‌شود. این باد می‌تواند تشکیل ستاره در کهکشان میزبان را مختل کند. این نه تنها برای کهکشان، بلکه خود سیاهچاله نیز مخرب است. چرا؟ زیرا به طور موثر ذخایر غذایی سیاهچاله را از بین می‌برد. بنابراین سیاهچاله با خوردن خیلی سریع، سرنوشت خود را نیز تضمین می‌کند.

کهکشان میزبان، GN-z11، نیز جوان است و در سمت کوچک کهکشان‌ها حرکت می‌کنند. حدود 100 برابر کوچکتر از کهکشان راه شیری ماست. مانند دیگر کهکشان‌ها، این سیاه‌چاله بزرگ در مرکز آن قرار دارد. با این حال، این نیز سوالاتی را ایجاد می‌کند. با توجه به درک کنونی از چگونگی شکل‌گیری سیاهچاله‌ها، حدود یک بیلیون سال طول می‌کشد تا به همان اندازه که هست تبدیل شود. اما همانطور که قبلا ذکر شد، کهکشان و سیاهچاله هر دو تنها حدود 400 میلیون سال سن دارند.

یک دوره جدید

ستاره‌شناسان انتظار دارند که وب بتواند سیاهچاله‌های بیشتری را پیدا کند که حتی قدیمی‌تر هستند و همانطور که مایولینو نیز اشاره کرد، وب ما را به عصر جدیدی می‌برد:

عصر جدیدی است: جهش عظیم در حساسیت، به ویژه در مادون قرمز، مانند ارتقاء یک شبه از تلسکوپ گالیله به یک تلسکوپ مدرن است. قبل از اینکه وب آنلاین شود، فکر می‌کردم شاید وقتی فراتر از آنچه می‌توانیم با تلسکوپ فضایی هابل ببینیم، کیهان چندان جالب نباشد. اما اصلاً اینطور نبوده است: جهان در آنچه به ما نشان می‌دهد بسیار سخاوتمند بوده است و این تازه شروع کار است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Oldest-known black hole is eating its galaxy

Posted by Paul Scott Anderson January 28, 2024

https://earthsky.org/space/oldest-known-black-hole-gn-z11-webb/