تلسکوپ فضایی جیمز وب یک سیاه‌چاله فوق‌جرم را کشف کرد

Talia Roepel

تصویر مفهومی یک سیاه‌چاله فوق‌جرم
تصویر مفهومی یک سیاه‌چاله فوق‌جرم – Pitris/Getty Images

یک تیم از ستارگان‌شناسان یک سیاه‌چاله فوق‌جرم را کشف کرده‌اند که جرم آن برابر با صد میلیون برابر جرم خورشید است. این کشف چشم‌گیر با استفاده از چشم مادون‌قرمز قدرتمند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به دست آمد. تیم پژوهشی بر این باور است که این سیاه‌چاله در دورهٔ «ظهر کیهانی» وجود داشته است؛ دوره‌ای که چهار میلیارد سال پس از بیگ‌بن­گ می‌گذشت — دورانی که اکنون یک مدل جدید برای توضیح ریشه‌های جهان در نظر گرفته شده است.

تلسکوپ JWST به کشف چیزی به نام «نقطه‌های قرمز کوچک» کمک کرده است. این نقاط نورانی از کیهران اولیه‌اند که هنوز به‌طور کامل درک نشده‌اند. با توجه به عظمت این سیاه‌چاله فوق‌جرم، پژوهشگران آن را «BiRD» یا «نقطه قرمز بزرگ» نامیده‌اند.

این کشف در ماه اکتبر ۲۰۲۵ در مجلهٔ «Astronomy & Astrophysics» تحت عنوان «یک نقطهٔ قرمز بزرگ در ظهر کیهانی» منتشر شد. این مطالعه تیمی بین‌المللی از پژوهشگران را از مؤسساتی چون مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی برای آژانس فضایی اروپا (ESA)، دانشگاه ییل و دانشگاه کمبریج به هم پیوست. یافته‌های آنان می‌تواند به درک بهتر ماهیت نقطه‌های قرمز کشف‌شده توسط JWST و گسترش دانش ما دربارهٔ کیهران اولیه کمک کند.

ما دربارهٔ این سیاه‌چاله فوق‌جرم چه آموخته‌ایم؟

آینهٔ اصلی تلسکوپ فضایی جیمز وب
آینهٔ اصلی تلسکوپ فضایی جیمز وب – BEST‑BACKGROUNDS/Shutterstock

پژوهشگرانی که از تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده می‌کردند، این نقطه‌های قرمز کوچک را شناسایی کردند که نشانهٔ حضور سیاه‌چاله‌های عظیم با جرم میلیون‌ها برابر خورشید را نشان می‌دهند — و سیاه‌چاله‌های فوق‌جرم به‌طرز شگفت‌انگیزی شایع‌اند — اما این نقطه‌های قرمز به‌ندرت پرتوهای ایکس یا امواج رادیویی منتشر می‌کنند، که بسیار عجیب است. برای درک بهتر آن‌ها، ستارگان‌شناسان اکنون نمونه‌هایی در فواصل مختلف کیهران مطالعه می‌کنند که شامل این سیاه‌چاله فوق‌جرم BiRD نیز می‌شود. این سیاه‌چاله در دورهٔ ظهر کیهانی، زمانی که هر دو، کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها، رشد سریعی داشتند، وجود داشته است.

برای فهمیدن آنچه درون BiRD تازه‌کشف‌شده در حال وقوع است، تیم پژوهشی نور آن را به‌طور دقیق تجزیه و تحلیل کرد. آنها نور را به اجزای مختلف تقسیم کردند؛ به‌عنوان مثال، نوری که از گازهای سریع‌التحریک نزدیک به سیاه‌چاله می‌آید در مقابل نوری که از گازهای کندتحریک دورتر ساطع می‌شود. سپس به‌دنبال ویژگی‌های انتشار و جذب نور گشتند. تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که مادهٔ بسیار چگال و پرنوردی در نزدیکی سیاه‌چاله وجود دارد.

از آنجا که BiRD ویژگی‌های مشابهی با نقطه‌های قرمز کوچک دارد، پژوهشگران از ویژگی‌های همپوشان برای برآورد روشنایی آن استفاده کردند. آنها محاسبه کردند که انرژی کل ساطع‌شده این جسم برای یک سیاه‌چاله در حال رشد با این ابعاد، معمولی است. اما هنگامی که داده‌های پرتو ایکس و رادیویی را بررسی کردند، این جسم تقریباً نامرئی بود. این نکته نشان می‌دهد که این نقطه‌های قرمز رفتار بسیار متفاوتی نسبت به انتظارات دارند و مسیر جدیدی برای تحقیقات آینده گشود.

پژوهش‌های آینده دربارهٔ سیاه‌چاله‌ها

تصویر هنری یک سیاه‌چاله فوق‌جرم
تصویر هنری یک سیاه‌چاله فوق‌جرم – Blackdovfx/Getty Images

یکی از توضیح‌های ممکن برای نشانهٔ ضعیف پرتو ایکس این است که یک ابر گازی بسیار ضخیم هستهٔ سیاه‌چاله فوق‌جرم را پنهان می‌کند. نظریهٔ دیگر این است که سیاه‌چاله به‌سرعت بسیار زیاد ماده می‌بلعد و موجب تشکیل یک دیسک ضخیم و پف‌دار می‌شود که ناحیه‌ای که معمولاً پرتوهای ایکس در آن شکل می‌گیرد، مسدود یا خنک می‌کند. پژوهش‌های آینده باید بر رفتار BiRD و سایر نقطه‌های قرمز تمرکز کنند تا بهتر درک کنند چه چیزی توسط JWST آشکار شده است.

تیم پژوهشی برنامه‌ریزی کرده است تا مشاهدات عمیق‌تری در چندین باند طول‌موج انجام دهد. آنها همچنین امیدوارند نواحی بزرگ‌تری از آسمان را برای یافتن نمونه‌های بیشتری مانند BiRD جستجو کنند که این کار تعیین میزان غیرمعمولی بودن این اشیاء را آسان‌تر می‌سازد. در حال حاضر، این سیاه‌چاله فوق‌جرم همچنان به‌عنوان یک معما و کشف جذاب باقی مانده است.

درک BiRD و سیاه‌چاله‌ها به‌طور کلی می‌تواند دانش ما دربارهٔ سیاه‌چالهٔ خود کهکشان‌مان را گسترش دهد. نگران نباشید، سامانهٔ خورشیدی ما قرار نیست به آن بخورد. سیاه‌چاله‌ها همچنان به‌علاقهٔ ستارگان‌شناسان و عموم مردم می‌پردازند و می‌توانیم به آینده‌ای که JWST به ما در کشف بیشتر دربارهٔ BiRD و سایر سیاه‌چاله‌ها کمک می‌کند، مشتاقانه نگاه کنیم.