دانشمندان سیاه‌چاله‌ای را کشف کردند که قوانین اخترفیزیک را نقض می‌کند

همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: پژوهشگران با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب، سیاه‌چاله‌ای فوق‌سنگین با جرمی حدود ۵۰ میلیون برابر خورشید را شناسایی کرده‌اند که تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ وجود داشته و به نظر می‌رسد حتی پیش از شکل‌گیری کامل کهکشانِ میزبانش پدید آمده باشد.

به گزارش ساینس‌آلرت، این جرم کیهانی که «Abell۲۷۴۴-QSO۱» نام دارد، در دسته اجرامی موسوم به «نقطه‌های قرمز کوچک» یا Little Red Dot قرار می‌گیرد؛ اجرامی بسیار دور و کوچک که جیمز وب در سال‌های اخیر موفق به مشاهده آن‌ها شده است. این سیاه‌چاله در پشت خوشه کهکشانی عظیم «پاندورا» قرار دارد و پدیده «همگرایی گرانشی» باعث شده تصویر آن بزرگ‌تر و واضح‌تر دیده شود؛ اتفاقی که امکان مطالعه دقیق‌ترش را فراهم کرده است.

تا پیش از این، اخترشناسان تصور می‌کردند سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگین به‌تدریج و طی میلیاردها سال شکل می‌گیرند. در این مدل، ابتدا ستارگان عظیم فرو می‌ریزند و سیاه‌چاله‌های کوچک ایجاد می‌کنند؛ سپس این سیاه‌چاله‌ها با جذب گاز، غبار و ادغام با یکدیگر رشد می‌کنند تا در نهایت به غول‌هایی با میلیون‌ها یا میلیاردها برابر جرم خورشید تبدیل شوند.

اما داده‌های تازه جیمز وب داستان دیگری را روایت می‌کند. بررسی‌های جدید نشان داده سیاه‌چاله QSO۱ نه‌تنها بسیار بزرگ‌تر از حد انتظار است، بلکه بخش قابل‌توجهی از جرم کل کهکشان میزبان را تشکیل می‌دهد؛ موضوعی که در کهکشان‌های امروزی تقریبا دیده نمی‌شود.

پژوهشگران برای اندازه‌گیری مستقیم جرم این سیاه‌چاله از ابزار طیف‌سنج NIRSpec جیمز وب استفاده کردند. این ابزار به آن‌ها اجازه داد سرعت حرکت گازهای اطراف سیاه‌چاله و اثر گرانشی آن را با دقت اندازه‌گیری کنند. نتیجه نشان داد جرم این سیاه‌چاله حدود ۵۰ میلیون برابر خورشید است؛ رقمی که حتی از برآوردهای اولیه نیز بزرگ تر بود.

«روبرتو مایولینو» از مؤسسه کاولی دانشگاه کمبریج، این کشف را «تغییری پارادایمی» توصیف کرده و گفته است مدل‌های کلاسیک شکل‌گیری سیاه‌چاله‌ها نیازمند بازنگری جدی هستند. به گفته او، وجود چنین سیاه‌چاله عظیمی در جهانی که هنوز بسیار جوان بوده، با بسیاری از مدل‌های فعلی سازگار نیست.

نکته عجیب‌تر اینجاست که کهکشان میزبان این سیاه‌چاله هنوز از نظر شیمیایی چندان تکامل نیافته است. یعنی زمانی که عناصر سنگین هنوز به‌وفور در جهان تولید نشده بودند، چنین جرم عظیمی از قبل وجود داشته است. این موضوع باعث شده برخی پژوهشگران احتمال دهند سیاه‌چاله‌های اولیه شاید بسیار سریع‌تر از تصورات قبلی رشد کرده‌اند یا حتی از مکانیزم‌هایی ناشناخته به وجود آمده‌اند.

کشف جدید جیمز وب به فهرست معماهای جهان اولیه اضافه شده است؛ معماهایی که نشان می‌دهند تاریخ شکل‌گیری نخستین کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها احتمالا پیچیده‌تر و متفاوت‌تر از چیزی است که اخترشناسان دهه‌ها تصور می‌کردند.