- إنضم
- 17/9/22
- المشاركات
- 6,739
- التفاعلات
- 15,011
اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي ثقبًا أسود هائلاً يغذيها عندما كان عمر الكون أقل من 600 مليون سنة.
سرير من النجوم والمجرات والثقوب السوداء البعيدة يتلألأ إلى ما لا نهاية في صورة تلسكوب جيمس ويب هذه
صورة مكبرة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي تم التقاطها لمسح علم الإطلاق المبكر للتطور الكوني (CEERS) ، والذي كشف للتو عن أول ثقب أسود يغذي الكون. (رصيد الصورة: NASA، ESA، CSA، Steve Finkelstein (UT Austin)، Micaela Bagley (UT Austin)، Rebecca Larson (UT Austin).)
اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الثقب الأسود الهائل الأكثر بعدًا والأكثر نشاطًا الذي تم رصده على الإطلاق. يُصادف أن الثقب الأسود هو أيضًا أحد أقل الثقبين كتلةً التي شوهدت في بدايات الكون - حيث يقيس ما يعادل حوالي 9 ملايين شمس - وهو ما يثبت صعوبة تفسيره.
لاحظ الباحثون أن المجرة تستضيف هذا الثقب الأسود الهائل النشط كجزء من المسح العلمي للتطور المبكر للتطور الكوني (CEERS). يُنظر إلى المجرة ، المعينة CEERS 1019 ، كما كانت عندما كان عمر الكون البالغ 13.8 مليار عام حوالي 570 مليون سنة.
اكتشف الفريق ، بقيادة جامعة تكساس في أوستن في عالم الفلك ستيفن فينكلشتاين ، ثقبين أسودين آخرين كانا موجودين بعد 1 و 1.1 مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، بالإضافة إلى 11 مجرة كانت موجودة بين 470 و 675 مليون سنة في التاريخ الكوني.
قال فينكلشتاين في بيان: "حتى الآن ، كان البحث عن الأشياء في الكون المبكر نظريًا إلى حد كبير". "مع ويب ، لا يمكننا فقط رؤية الثقوب السوداء والمجرات على مسافات بعيدة ، يمكننا الآن البدء في قياسها بدقة. هذه هي القوة الهائلة لهذا التلسكوب."
نُشرت نتائج الفريق ، التي تمثل النتائج الأولى من CEERS ، في مايو في عدة أوراق بحثية في إصدار خاص من مجلة Astrophysical Journal Letters.
ثقب أسود صغير جشع
يبلغ حجم الثقب الأسود الموجود في قلب CEERS 1019 حوالي 9 ملايين كتلة شمسية. قد يبدو هذا هائلاً للغاية ، لكن العديد من الثقوب السوداء الهائلة يمكن أن تنمو لتصل إلى مليارات المرات من كتلة نجمنا. ومع ذلك ، حتى في هذا الحجم الصغير نسبيًا ، فإن وجود ثقوب سوداء بهذه الكتل في الكون المبكر لا يزال يمثل لغزًا للعلماء.
هذا لأن العمليات التي تنمو بها الثقوب السوداء الهائلة ، إما عن طريق الاندماجات بين الثقوب السوداء الأكبر حجمًا أو عن طريق الولائم الجشع على المادة المحيطة ، يجب أن تستغرق وقتًا أطول من 570 مليون سنة كان على هذا الثقب الأسود العمل معها. هذا يعني أنه حتى الثقوب السوداء على مقياس من ذلك في قلب مجرة درب التبانة ، والتي تبلغ كتلتها حوالي 4.5 مليون ضعف كتلة الشمس ، يجب رؤيتها فقط في الكون القريب نسبيًا ، وبالتالي الأحدث.
وقالت ريبيكا لارسون ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، وهي طالبة دكتوراه في جامعة تكساس في أوستن ، في البيان: "إن النظر إلى هذا الجسم البعيد باستخدام هذا التلسكوب يشبه إلى حد كبير النظر إلى البيانات من الثقوب السوداء الموجودة في المجرات القريبة من مجرتنا".
لطالما اشتبه العلماء في وجود مثل هذه الثقوب السوداء الهائلة في بدايات الكون ، ولكن فقط منذ أن فتح JWST عينه تحت الحمراء على الكون في منتصف عام 2022 ظهر دليل أكيد.
تكشف انبعاثات الضوء أن الثقب الأسود CEERS 1019 يتغذى بنشاط على المادة من حوله. إن تغذية الثقوب السوداء مثل هذه محاطة بدوامات من الغاز والغبار المتساقطين المعروفين باسم أقراص التراكم. لا يؤدي تأثير الجاذبية للثقب الأسود فقط إلى تسخين هذه المادة ، مما يتسبب في توهج القرص بشكل ساطع ، ولكن تقوم الحقول المغناطيسية القوية بتوجيه المادة إلى أقطاب الحفرة السوداء حيث يتم إطلاقها أحيانًا في نفاثات مزدوجة
يتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء ، ويولد ضوءًا ساطعًا بشكل مكثف.
يمكن أن تكشف مراقبة الإشعاع المكثف للثقب الأسود عن مدى سرعة نمو المجرة المضيفة ، وربما تلقي نظرة ثاقبة على ماضيها الغامض.
"قد يكون اندماج المجرات مسؤولاً جزئياً عن تأجيج النشاط في الثقب الأسود لهذه المجرة ، وقد يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة تكوين النجوم" ، هذا ما قاله المؤلف المشارك في الدراسة جيهان كارتالتيب ، عضو فريق CEERS وأستاذ مشارك في علم الفلك في معهد روتشستر. التكنولوجيا في نيويورك ، قال.
سرير من النجوم والمجرات والثقوب السوداء البعيدة يتلألأ إلى ما لا نهاية في صورة تلسكوب جيمس ويب هذه
صورة مكبرة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي تم التقاطها لمسح علم الإطلاق المبكر للتطور الكوني (CEERS) ، والذي كشف للتو عن أول ثقب أسود يغذي الكون. (رصيد الصورة: NASA، ESA، CSA، Steve Finkelstein (UT Austin)، Micaela Bagley (UT Austin)، Rebecca Larson (UT Austin).)
اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الثقب الأسود الهائل الأكثر بعدًا والأكثر نشاطًا الذي تم رصده على الإطلاق. يُصادف أن الثقب الأسود هو أيضًا أحد أقل الثقبين كتلةً التي شوهدت في بدايات الكون - حيث يقيس ما يعادل حوالي 9 ملايين شمس - وهو ما يثبت صعوبة تفسيره.
لاحظ الباحثون أن المجرة تستضيف هذا الثقب الأسود الهائل النشط كجزء من المسح العلمي للتطور المبكر للتطور الكوني (CEERS). يُنظر إلى المجرة ، المعينة CEERS 1019 ، كما كانت عندما كان عمر الكون البالغ 13.8 مليار عام حوالي 570 مليون سنة.
اكتشف الفريق ، بقيادة جامعة تكساس في أوستن في عالم الفلك ستيفن فينكلشتاين ، ثقبين أسودين آخرين كانا موجودين بعد 1 و 1.1 مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، بالإضافة إلى 11 مجرة كانت موجودة بين 470 و 675 مليون سنة في التاريخ الكوني.
قال فينكلشتاين في بيان: "حتى الآن ، كان البحث عن الأشياء في الكون المبكر نظريًا إلى حد كبير". "مع ويب ، لا يمكننا فقط رؤية الثقوب السوداء والمجرات على مسافات بعيدة ، يمكننا الآن البدء في قياسها بدقة. هذه هي القوة الهائلة لهذا التلسكوب."
نُشرت نتائج الفريق ، التي تمثل النتائج الأولى من CEERS ، في مايو في عدة أوراق بحثية في إصدار خاص من مجلة Astrophysical Journal Letters.
ثقب أسود صغير جشع
يبلغ حجم الثقب الأسود الموجود في قلب CEERS 1019 حوالي 9 ملايين كتلة شمسية. قد يبدو هذا هائلاً للغاية ، لكن العديد من الثقوب السوداء الهائلة يمكن أن تنمو لتصل إلى مليارات المرات من كتلة نجمنا. ومع ذلك ، حتى في هذا الحجم الصغير نسبيًا ، فإن وجود ثقوب سوداء بهذه الكتل في الكون المبكر لا يزال يمثل لغزًا للعلماء.
هذا لأن العمليات التي تنمو بها الثقوب السوداء الهائلة ، إما عن طريق الاندماجات بين الثقوب السوداء الأكبر حجمًا أو عن طريق الولائم الجشع على المادة المحيطة ، يجب أن تستغرق وقتًا أطول من 570 مليون سنة كان على هذا الثقب الأسود العمل معها. هذا يعني أنه حتى الثقوب السوداء على مقياس من ذلك في قلب مجرة درب التبانة ، والتي تبلغ كتلتها حوالي 4.5 مليون ضعف كتلة الشمس ، يجب رؤيتها فقط في الكون القريب نسبيًا ، وبالتالي الأحدث.
وقالت ريبيكا لارسون ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، وهي طالبة دكتوراه في جامعة تكساس في أوستن ، في البيان: "إن النظر إلى هذا الجسم البعيد باستخدام هذا التلسكوب يشبه إلى حد كبير النظر إلى البيانات من الثقوب السوداء الموجودة في المجرات القريبة من مجرتنا".
لطالما اشتبه العلماء في وجود مثل هذه الثقوب السوداء الهائلة في بدايات الكون ، ولكن فقط منذ أن فتح JWST عينه تحت الحمراء على الكون في منتصف عام 2022 ظهر دليل أكيد.
تكشف انبعاثات الضوء أن الثقب الأسود CEERS 1019 يتغذى بنشاط على المادة من حوله. إن تغذية الثقوب السوداء مثل هذه محاطة بدوامات من الغاز والغبار المتساقطين المعروفين باسم أقراص التراكم. لا يؤدي تأثير الجاذبية للثقب الأسود فقط إلى تسخين هذه المادة ، مما يتسبب في توهج القرص بشكل ساطع ، ولكن تقوم الحقول المغناطيسية القوية بتوجيه المادة إلى أقطاب الحفرة السوداء حيث يتم إطلاقها أحيانًا في نفاثات مزدوجة
يتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء ، ويولد ضوءًا ساطعًا بشكل مكثف.
يمكن أن تكشف مراقبة الإشعاع المكثف للثقب الأسود عن مدى سرعة نمو المجرة المضيفة ، وربما تلقي نظرة ثاقبة على ماضيها الغامض.
"قد يكون اندماج المجرات مسؤولاً جزئياً عن تأجيج النشاط في الثقب الأسود لهذه المجرة ، وقد يؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة تكوين النجوم" ، هذا ما قاله المؤلف المشارك في الدراسة جيهان كارتالتيب ، عضو فريق CEERS وأستاذ مشارك في علم الفلك في معهد روتشستر. التكنولوجيا في نيويورك ، قال.
