كشفت الملاحظات التي تم جمعها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن وجود ثقب أسود فائق الكتلة نشط ، تبلغ كتلته 9 ملايين ضعف كتلة الشمس ، وهو ينمو بفاعلية ويمتص المادة من الفضاء المحيط به. بعد 570 مليون سنة من الانفجار العظيم ، يعد هذا أول ثقب أسود فائق الكتلة ينمو ، على الرغم من أن العلماء يأملون ألا يحتفظ بهذا الرقم القياسي لفترة طويلة.
تم العثور على ثقب أسود داخل واحدة من أقدم المجرات التي تم اكتشافها على الإطلاق ، والتي كانت تُعرف سابقًا باسم ايجسي 8p7، ومنذ ذلك الحين أعيد تسميته بـ CEERS 1019. يمكن أن يساعد اكتشافه في حل أحد أكبر ألغاز الكون المبكر: كيف نمت الثقوب السوداء في الفجر الكوني إلى مثل هذه الأحجام الكبيرة في مثل هذه الفترة القصيرة من الزمن.
ظهرت مقالة تفصيلية عن الاكتشاف ، بقيادة عالمة الفيزياء الفلكية ريبيكا لارسون من جامعة تكساس في أوستن ، في عدد خاص من مجلة الفيزياء الفلكية. قال لارسون لموقع ScienceAlert: "وجدنا نواة المجرة الأكثر نشاطًا (AGN) وأقدم ثقب أسود وجدناه على الإطلاق". لاحظت لارسون في الأصل CEERS 1019 كجزء من عملها في دراسة الضوء الناتج عن تشكل النجوم في الكون المبكر جدًا.
يُعتقد أن هذا الضوء ، المسمى بإشعاع ليمان ألفا ، ينتج عن تأين الهيدروجين المحايد أثناء تشكل النجوم. كان الكون المبكر مليئًا بضباب من الهيدروجين المحايد الذي منع انتشار الضوء ، فقط بعد تأين هذا الهيدروجين يمكن أن ينتشر الضوء بحرية.
عصر إعادة التأين هذا ، كما هو معروف ، لم يتم دراسته بشكل كامل. نحن نعلم أنه حدث في أول مليار سنة بعد الانفجار العظيم قبل 13,8 مليار سنة ، لكن من الصعب جدًا النظر إلى هذا الحد في الكون المبكر. تعد CEERS 1019 والعديد من المجرات المبكرة جدًا أجسامًا ممتازة لهذه الدراسة لأنها ساطعة نسبيًا. تم التعرف على المجرة في بيانات هابل في عام 2015 ، وفي ذلك الوقت كانت أقدم وأبعد مجرة لوحظت.
أكدت الملاحظات الإضافية وجودها ، لكن المعلومات الأكثر تفصيلاً ظلت بعيدة المنال: فقد تحول الضوء الأقدم في الكون ، بسبب توسع الكون ، حتى الآن إلى جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف الذي يحتاج إلى أداة خاصة قوية تعمل بالأشعة تحت الحمراء مثل JWST لدراسته.
لذلك عندما ظهر JWST ، أصبح CEERS 1019 - ألمع مجرات هابل في هذا العصر - هدفًا واضحًا. نظر التلسكوب إلى المجرة لمدة ساعة واحدة فقط مع جميع أجهزتها الأربعة ، لكنه قدم ثروة من البيانات.
ثم لاحظت لارسون شيئًا لم تكن تتوقعه تمامًا. بالإضافة إلى تكوين النجم اللامع ، كانت هناك ميزة انبعاث واسعة مرتبطة عادةً بـ AGN. عندما أخبرت بعض باحثي AGN عن ذلك ، أصبحت الأمور ممتعة. عادةً ما تصدر مجرة في الكون المبكر إما ضوءًا من مستعر أعظم أو ضوء من تكوين النجوم. كان من غير المتوقع للغاية رؤية كليهما في نفس المجرة.
"لقد جادلنا لأسابيع بأنه ينبغي أن يكون هذا أو ذاك. واتضح أنه كلاهما. هناك بعض التأثير للثقب الأسود على خطوط الانبعاث التي نراها ، لكن معظم الضوء الذي نراه في صورنا لا يزال يهيمن عليه الجزء المكون للنجوم من المجرة. " إن وجود ثقب أسود هائل منذ أكثر من 13,2 مليار سنة واستمر في النمو ليس مفاجئًا كما قد تعتقد.
تم اكتشاف ثقوب سوداء أكبر بكثير في بدايات الكون ، J1342 + 0928 ، شبه مجرة اكتُشفت بعد 690 مليون سنة من الانفجار العظيم ، بها ثقب أسود هائل بحجم 800 مليون شمس. تم اكتشاف الثقب الأسود في J0313-1806 بعد 670 مليون سنة من الانفجار العظيم ، ويبلغ حجمه 1,6 مليار شمس.
كل من هذه الكوازارات يهيمن عليها انبعاث AGN. وفقًا لارسون وزملائها ، فإن CEERS 1019 هي مرحلة وسيطة: النقطة بين المجرات اللاحقة والأكبر التي يهيمن عليها AGN وكيف بدأت تلك المجرات وثقوبها السوداء في التكون في المقام الأول. بالنظر إلى الثقب الأسود الهائل في CEERS 1019 ، يعتقد الباحثون أن الجسم قد تشكل من انهيار جسم هائل ، مثل أحد أقدم النجوم في الكون. كانت هذه النجوم أكبر بكثير من النجوم التي نراها من حولنا اليوم ، لذا فإن ثقبًا أسودًا ناتجًا عن هذا الانهيار سيكون له بداية قوية على طريق الكتلة الفائقة.
كما يشير لارسون ، تم الحصول على النتائج في ساعة واحدة فقط من الملاحظة. من المتوقع أن تكشف الملاحظات العميقة حقًا عن مجرات أكثر بعدًا وأكثر خفوتًا ، مما سيساعدنا أخيرًا على فهم كيف ولد الكون وكيف نما.
اقرأ أيضا: