تصویری هنری از سیاهچاله ای غول آسادر مرکز اختروش در اعماق کیهان. دانشمندان می گویند این سیاهچاله ی جدید بنام SDSS J010013.02+280225.8 بزرگترین و درخشانترین سیاهچاله ای است که تاکنون کشف شده است.

به گزارش بیگ بنگ، به گفته ی دانشمندان اینکه چگونه سیاهچاله ها در زمان نسبتا کوتاهی پس از آغاز جهان توانسته اند به چنین اندازه ی بزرگی رشد کنند، هنوز در هاله ای از ابهام قرار دارد. تصور بر این است که ابر سیاهچاله های پرجرم در مرکز اکثر کهکشان های بزرگ وجود دارند. بزرگترین سیاهچاله ای که تاکنون در نزدیکی ما کشف شده است، دارای جرمی بیش از ۱۰ میلیارد برابر جرم خورشید است. در مقام مقایسه، تصور می شود که جرم سیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری ۴ تا ۵ میلیون برابر جرم خورشید باشد.

اگرچه حتی نور نمی تواند از کشش گرانشی سیاهچاله ها بگریزد، ولی برخلاف نامشان سیاهچاله ها اغلب درخشان هستند. علت این رویداد این است که ساختاری دیسک مانند بنام «قرص برافزایشی» آنها را احاطه کرده است. این ساختار دیسک مانند از موادی مانند گاز و گرد و غبار تشکیل شده است که به شکل حلقوی به دور سیاهچاله چرخیده و به درون آن می ریزند. این چرخش باعث ایجاد گرما و تابش نور می شود. اخترشناسان این احتمال را می دهند که «اختروش ها» دارای ابرسیاهچاله ی پرجرمی باشند که با درهم دریدن ستارگان، مقادیر فوق العاده زیاد نور را آزاد می کنند. اختروش ها درخشانترین اجرامی هستند که در جهان وجود دارند.

اخترشناسان تاکنون ۴۰ اختروش را کشف کرده اند که هریک دارای سیاهچاله ای است که جرمی ۱ میلیارد برابر جرم خورشید دارند. آنها مربوط به زمانی می شوند که جهان کمتر از ۱ میلیارد سال عمر داشته، اما اکنون دانشمندان ابرسیاهچاله ی پرجرمی را کشف کرده اند که جرم آن ۱۲ میلیارد برابر جرم خورشید است. این سیاهچاله حدود ۱۲٫۸ میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد و مربوط به زمانی می شود که جهان تنها ۸۷۵ میلیون سال عمر داشت. این سیاهچاله از لحاظ فنی به SDSS J010013.02+280225.8 یا به اختصار J0100+2802 معروف است. این سیاهچاله نه تنها پرجرم ترین اختروشی است که تاکنون در جهان آغازین دیده شده است بلکه درخشانترین آنها نیز محسوب می شود. این اختروش تقریبا ۴۲۹ تریلیون برابر درخشانتر از خورشید است و هفت برابر درخشانتر از دورترین اختروش شناخته شده است.

نوری که از اختروش های بسیار دور تابش می شود میلیارد ها سال طول می کشد تا به زمین برسد. ستاره شناسان اختروش ها را واقعا همانگونه که در دوران جوانی جهان بوده اند مشاهده می کنند. سیاهچاله ی تازه کشف شده به اندک زمانی پس از ۶ درصد عمر کنونی ۱۳٫۸ میلیارد ساله جهان مربوط می شود. زو بینگ وو، اخترفیزیکدان دانشگاه پکینگ در پکن می گوید: «این کشف شگفت انگیز است زیرا چالش مهمی را برای تئوری سیاهچاله هایی که در جهان آغازین رشد کردند ایجاد می کند.» قرص برافزایشی سرعت رشد سیاهچاله های جدید را محدود می کند. زیرا اولاً زمانیکه گاز و گرد و غبار موجود در دیسک به سیاهچاله نزدیک می شود، ترافیک این مواد سرعت ریزش مواد دیگر به درون دیسک را کند می کند. ثانیا هرچه مواد در این ترافیک به هم برخورد کنند داغتر می شوند. بنابراین تشعشعی را از خود گسیل می کنند که گاز و گرد و غبار را به بیرون از سیاهچاله پرتاب می کند.

همانطور که در نمودار مقایسه ای جرم و درخشندگی سیاهچاله ها مشاهده می کنید، این اختروش جدید بنام SDSS J0100+2802 نشان می دهد که دارای پرجرم ترین سیاهچاله است و درخشندگی بالاتری نسبت به دیگر اختروش های شناخته شده دارد.

به گفته ی زو بینگ وو، دانشمندان هنوز نتوانستند نظریه ی قانع کننده ای برای توضیح چگونگی تشکیل این ابرسیاهچاله های پرجرم در جهان آغازین ارائه کنند. آقای وو در مصاحبه با Space.com گفت: «این نظریه یا نیاز به روشهای خاصی برای رشد سریع سیاهچاله دارد یا نیاز به هسته بزرگ سیاهچاله ای.» برای مثال پژوهشی جدید نشان می دهد که چون جهان آغازین بسیار کوچکتر از جهان امروزی بوده است، بنابراین گازها اغلب متراکم تر بوده اند. این تراکم گازی مقدار قابل توجه ای از تشعشع را که از قرص برافزایشی خارج می شود پنهان می کند. از اینرو کمک می کند که ماده بدرون سیاهچاله ریزش کند.

محققان به این موضوع اشاره می کنند که نور این سیاهچاله می تواند به فراهم کردن شواهدی از نقاط تاریک و دوردست کیهان کمک کند. هنگامیکه اختروش نور خود را بسوی زمین تابش می کند، این نور از بین گازهای میان کهکشانی ای عبور می کند که به نور رنگ می دهند. دانشمندان با استنباط از چگونگی تأثیر این گازهای میان کهکشانی بر طیف نور اختروش، می توانند به این نتیجه برسند که این گازها از چه عناصری تشکیل شده اند. این دانش به نوبه ی خود می تواند بینشی از فرآیندهای تشکیل ستاره فرآهم آورد. فرآیندهایی که مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ این عناصر را بوجود آوردند. آقای وو در پایان می افزاید: «این درخشانترین اختروش در جهان آغازین است که همانند فانوس دریایی می درخشد. این اختروش این شانس را برای ما فرآهم می کند تا از آن بعنوان ابزاری منحصربفرد برای مطالعه ی ساختار کیهانی جهان تاریک و دوردست استفاده کنیم. نتایج این تحقیقات در مجله نیچر منتشر شده است.

ترجمه: محسن ارزانی/ سایت علمی بیگ بنگ