کشف دورترین سیاهچاله‌ای که تاکنون دیده شده

* دانشمندان یادگاری کم‌مانند از روزگار آغاز کیهان را یافته‌اند: دورترین ابرسیاهچاله‌ای که تاکنون شناخته شده. این هیولا جرمی به اندازه‌ی ۸۰۰ میلیون برابر خورشید دارد که برای روزگاری تا این اندازه کهن شگفت‌آور است. گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی نیچر منتشر شده است.

برداشت هنری از دورترین ابرسیاهچاله‌ای که تاکنون یافته شده. این سیاهچاله در مرکز اختروشی است که نورش تنها از زمان ۶۹۰ میلیون سال پس از مهبانگ می‌آید.

یکی از نویسندگان این پژوهش، دنیل استرن از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادینای کالیفرنیا می‌گوید: «این سیاهچاله بسیار بیشتر از چیزی که برای اجرامی تا این اندازه دور، هنگامی که تنها ۶۹۰ میلیون سال از مهبانگ می گذشته، انتظار می‌رود بوده؛ این نظریه‌های ما درباره‌ی روند شکل‌گیری سیاهچاله‌ها را به چالش می‌کشد.»

اخترشناسان برای شناسایی و بررسی اجرام احتمالی دوردست، داده‌های پیمایشگر فروسرخ میدان‌گسترده‌‌ی ناسا (وایز، WISE) و پیمایشگرهای زمینی را با هم ترکیب کردند، و سپس داده‌های تلسکوپ‌های ماژلان در رصدخانه‌های کارنگی در شیلی را هم به آنها افزودند. اخترشناس کارنگی، ادواردو بانادوس رهبری این پژوهش را برای شناسایی نامزدها از میان صدها میلیون جرمی که وایز یافته بود و ارزش بررسی بیشتر با تلسکوپ‌های ماژلان داشتند را بر عهده داشت.

به باور اخترشناسان، برای این که سیاهچاله‌ای در آغاز کیهان تا این اندازه بزرگ شود، می‌بایست شرایط ویژه‌ای فراهم باشد که به سیاهچاله اجازه‌ی رشد سریع بدهد- ولی دلیل بنیادی در این مورد ناشناخته است.

این سیاهچاله‌ی نویافته دارد حریصانه مواد مرکز یک کهکشان را می‌بلعد، و از همین رو باعث شکل‌گیری پدیده‌ای به نام اختروش شده. این اختروش به ویژه از این رو جالب است که نورش از اندکی پس از روزگار باز-یونش کیهان می‌آید، روزگاری که کیهان از تاریکی در آمد و روشن شد [بخوانید: * ساخته شدن جهان کمی بیش از ۶ روز طول کشید]. این کشف می‌تواند آگاهی‌هایی بنیادین درباره‌ی جهان هستی در روزگاری که تنها ۵% سن امروزش را داشت به ما بدهد.

یکی دیگر از نویسندگان پژوهش، برام ونمنز از بنیاد اخترشناسی ماکس پلانک در آلمان می‌گوید: «اختروش‌ها از درخشان‌ترین و دورترین اجرام شناخته شده‌ی کیهانند و برای شناخت کیهان آغازین بسیار مهمند.»

کیهان در آغاز سوپ داغی از ذرات بود که در دوره‌ای به نام پَندام (تورم) به سرعت گسترش یافت و چگالی‌اش کم شد. حدود ۴۰۰ هزار سال پس از مهبانگ، این ذرات خنک شدند و از پیوند با یکدیگر گاز هیدروژن خنثا درست کردند. ولی کیهان هنوز تاریک بود، بدون هیچ چشمه‌ی نوری، تا این که نیروی گرانش باعث شد توده‌های مواد فشرده و چگال شوند و نخستین ستارگان و کهکشان‌ها را بسازند. انرژی‌ای که توسط این کهکشان‌های باستانی آزاد می‌شد هیدروژن خنثا را برانگیخت و با بیرون راندن الکترونشان، آنها را به یون تبدیل کرد [روزگار باز-یونش کیهان]. این گاز از آن هنگام تاکنون به همین حالت مانده. همین که کیهان باز-یونیده شده، فوتون‌ها توانستند آزادانه در فضا پیش بروند. این نقطه‌ای از تاریخست که کیهان برای نور شفاف و گذرا شد.

بیشتر هیدروژن پیرامونِ این اختروشِ نویافته خنثا است. این بدان معناست که این اختروش که ULAS J1342+0928 نام گرفته، نه تنها دورترین اختروش، بلکه تنها نمونه‌ی شناخته شده‌ایست که می‌توانیم آن را درست در روزگار بازیونش کیهان ببینیم.

بانادوس می‌گوید: «این رویداد آخرین گذار بزرگ کیهان و یکی از مرزهای کنونی اخترفیزیک بود.»

برداشت هنری از دورترین اختروش شناخته شده. این جرم با ابرهای گاز هیدروژن خنثا در میان گرفته شده که نشان می دهد در دوران بازیونش کیهانست، زمانی که نخستین پرتوهای کیهان آزاد شدند. تصویر بزرگ‌تر

فاصله‌ی این اختروش به کمک چیزی که سرخگرایی (انتقال به سرخ) شناخته می‌شود اندازه گرفته شده، یعنی سنجیدن این که طول موج نورش تا به زمین برسد، چقدر در اثر گسترش کیهان کش آمده. هر چه سرخگرایی بیشتر باشد (طول موج بیشتر کش آمده باشد)، فاصله‌ی جرم دورتر است و اخترشناسان با نگاه کردن به آن، زمان دورتری در تاریخ کیهان را می‌بینند. سرخگرایی نور این اختروش نویافته ۷.۵۴ است که بر پایه‌ی سنجش طول موج تابش کربن یونیده از کهکشان میزبانِ آن ابرسیاهچاله (سیاهچاله‌ی ابرپرجرم) اندازه گرفته شده. بنابراین، نور اختروش بیش از ۱۳ میلیارد سال در راه بوده تا به زمین برسد.

به پیش‌بینی دانشمندان، آسمان چیزی میان ۲۰ تا ۱۰۰ اختروش به همین اندازه درخشان و به همین اندازه دور را در بر دارد. اخترشناسان برای یافتن نمونه‌های بیشتری از این اجرام دوردست چشم به راه ماهواره‌ی اقلیدس سازمان فضایی اروپا که ناسا هم سهم بزرگی در آن دارد، و تلسکوپ پیمایشی فروسرخ میدان گسترده‌ی ناسا (دبلیوفرست، WFIRST) هستند.

استرن می‌گوید: «با چندین دستگاه بسیار حسمندتری که اکنون در راهست، می‌توانیم در آینده انتظار یافته‌های هیجان‌انگیز بسیاری از روزگار آغاز کیهان را داشته باشیم.»

--------------------------------------------

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

supermassive black hole - Sun - Nature - black hole - Big Bang - Daniel Stern - NASA - Jet Propulsion Laboratory - Pasadena - California - Wide-field Infrared Survey Explorer - WISE - Carnegie Observatories - Magellan telescopes - Chile - Eduardo Bañado - galaxy - quasar - Bram Venemans - Max Planck Institute for Astronomy - Germany - inflation - neutral hydrogen - star - ionize - photon - redshift - wavelength - carbon - Earth - European Space Agency - Euclid - Wide-field Infrared Survey Telescope - WFIRST - ULAS J1342+0928

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان