سیاهچاله‌های آغازین می‌تواند به شناخت ما از پیدایش کیهان کمک کنند
به گمان دانشمندان، در زمانی بسیار اندک پس از آغاز کیهان، سیاهچاله‌هایی پدید آمده بودند.
این سیاهچاله‌ها که اخترشناسان هنوز هیچ کدامشان را به طور مستقیم ندیده‌اند به روش معمول (رمبش انفجاری یک ستاره‌ی بزرگ و پیر در چاه گرانشی خودش) درست نشده‌اند. به گفته‌ی پژوهشگران، مواد سازنده‌ی این سیاهچاله‌ها در اثر واپسین نفس‌های یک ستاره‌ی پیر وارد تکینگی نشده بودند.
 |
| برداشت هنری از یک سیاهچاله‌ی ابرپرجرم یا ابرسیاهچاله. ابرسیاهچاله‌ها بادهای به شکل کروی به بیرون می‌وزانند |
در حقیقت در آن روزگار، در یک میلیارد سال نخست تاریخ کیهان، هیچ ستاره‌ی پیری وجود نداشت. به جایش، کیهان پر از ابرهای غول‌پیکری از مواد بود که نخستین کهکشان‌ها را ساختند. به باور دانشمندان، بخشی از این مواد در خود رمبیده و فشرده شدند، مانند همان کاری که بعدها ستارگان پیر کردند. همین رمبش‌ها نطفه‌ی ابرسیاهچاله‌هایی را بستند که هیچ گاه در زندگی گذشته‌شان یک ستاره نبودند. اخترشناسان این تکینگی‌ها را "سیاهچاله‌های رمبش سرراست" (سیاهچاله‌های رمبش مستقیم، DCBHها) می‌نامند.
با این وجود، مشکل این نظریه اینست که هیچ کس تاکنون یکی از اینها را نیافته. هر چند که این می‌تواند تغییر کند. بر پایه‌ی پژوهشی که از سوی دانشمندان بنیاد فناوری جورجیا (جورجیاتک) در شماره‌ی ۱۰ سپتامبر نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده، تلسکوپ فضایی جیمز وب که در سال‌های آینده راهی فضا خواهد شد به اندازه‌ی کافی حسمند خواهد بود که کهکشانی با یک ابرسیاهچاله (سیاهچاله‌ی ابرپرجرم) از روزگار آغازین کیهان را ببیند. در این پژوهش مجموعه‌ی نشانه‌هایی که می‌توانند شناسایی کهکشان‌های میزبان دی‌سی‌بی‌اچ باشند نیز معرفی شده است.
و این تلسکوپ بسیار پرقدرت شاید نیاز به کاوش درازمدتی نیز در آسمان نداشته باشد.
در گزارش پژوهشگران آمده: «ما پیش‌بینی می‌کنیم که تلسکوپ جیمز وب توان این را خواهد داشت که یک کهکشان جوان که میزبان دی‌سی‌بی‌اچ است را ... در زمان نوردهی کلی تنها ۲۰ هزار ثانیه (۵.۵۶ ساعت) ببیند و شناسایی کند. (دانشمندان بعدتر نوشتند که در برآورد این زمانبندی چند عنصر "خام" به کار رفته)»
دانشمندان برای انجام این پیش‌بینی یک شبیه‌سازی رایانه‌ای برای چگونگی پدید آمدن یک دی‌سی‌بی‌اچ در روزگار آغازین کیهان انجام دادند. آنها پی بردند که هنگامی که یک دی‌سی‌بی‌اچ ساخته می‌شود، باعث می‌گردد شمار بسیاری ستاره‌ی غول‌پیکر و کوتاه‌عمر کم‌فلز پیرامونش پدید بیاید. پس نوری که از کهکشان میزبان یک دی‌سی‌بی‌اچ دریافت می‌کنیم باید نشانه‌های ستارگان کم‌فلز را در خود داشته باشد.
دانشمندان همچنین پی بردند که یک دی‌سی‌بی‌اچ به هنگام ساخته شدن، پرتوهای الکترومغناطیسی با بسامدهای بالایی می‌گسیلد که تلسکوپ جیمز وب توان دریافتشان را خواهد داشت- هر چند که این نور در زمان رسیدن به جیمز وب، به شدت دچار سرخگرایی (انتقال به سرخ) شده و به شکل پرتوهای فروسرخ با طول موج‌هایی آنچنان بلند در می‌آید که تنها جیمز وب در آینده توان دریافتشان را خواهد داشت.
به گفته‌ی پژوهشگران، جیمز وب با آغاز به کارش، در مدتی به نسبت کوتاه می‌تواند یک دی‌سی‌بی‌اچ را ببیند. زیراهم اکنون هم سیاهچاله‌های بسیاری یافته شده که شاید دی‌سی‌بی‌اچ باشند. ولی آنها همگی مربوط به زمان‌های دیرتر و در فاصله‌های نزدیک‌تر به زمین بوده‌اند، از همین رو سیگنالی که از آنها دریافت می‌کنیم در دوره‌های بعدی زندگی‌شان تولید شده، زمانی که دیگر شواهد چگونگی پیدایش آنها از بین رفته است.
چندین پرسش درباره‌ی دی‌سی‌بی‌اچ‌ها وجود دارد که جیمز وب شاید پاسخشان را بیابد- از جمله این که آیا نخست یک دی‌سی‌بی‌اچ پدید می‌آید و سپس کهکشان دور خود می‌سازد، یا این که دی‌سی‌بی‌اچ هنگامی پدید می‌اید که مواد پیرامونش از پیش ستارگانی ساخته است.
کرک بارو، نویسنده‌ی اصلی پژوهش از جرجیاتک می گوید: «این یکی از آخرین رازهای بزرگ کیهان آغازینست. ما امیدواریم این پژوهش گام خوبی در را شناخت چگونگی پیدایش این ابرسیاهچاله‌ها در آغاز زندگی یک کهکشان فراهم کند.»
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
black hole - star - galaxy - supermassive black hole - singularity - direct collapse black hole - DCBH - Georgia Institute of Technology - Nature Astronomy - James Webb Space Telescope - JWST - NASA - frequency - electromagnetic radiation - redshift - infrared - solar system - wavelength - Kirk Barrow - Georgia Tech's School of Physics
منبع: livescience
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر