مشاهده پیرترین سیاه‌چاله کیهان با فاصله ۱۳.۲ میلیارد سال نوری

تلسکوپ فضایی وب و رصدخانه چاندرا توانستند سیاه‌چاله‌ای را مشاهده کنند که در دوره اول پس از بیگ‌بنگ متولد شده است.

این سیاه‌چاله در کهکشانی به نام UHZ۱ و تنها ۴۷۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ به‌وجود آمده است. درواقع این سیاه‌چاله در مرحله‌ای از گسترش است که قبلاً هرگز دیده نشده بود. این سیاه‌چاله جرمی مشابه کهکشان اطراف خود دارد و این باعث می‌شود که در اعماق تاریک زمان و مکان پنهان باشد.

براساس گزارش رصدخانه پرتو ایکس چاندرا، این سیاه‌چاله از ما بسیار فاصله دارد و نوری که ۱۳.۲ میلیارد سال قبل سفر کرده است، آن را به ما نشان می‌دهد. رصدخانه پرتو ایکس چاندرا و تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) توانستند با کمک نوعی ویژگی نسبیتی، این سیاه‌چاله را رصد کنند.

به گفته اخترفیزیکدانان، این کشف شواهدی کلیدی در مورد نحوه تشکیل این سیاه‌چاله عظیم ارائه می‌دهد. چنین سیاه‌چاله‌هایی در اثر فروپاشی گرانشی مستقیم یک ابر عظیم گاز درون یک جسم بسیار متراکم شکل می‌گیرند. این جسم متراکم با گذشت زمان بزرگ و بزرگ‌تر می‌شود و چنین سیاه‌چاله‌ای از دل آن پدید می‌آید.

نحوه شناسایی پیرترین سیاه‌چاله کیهان

سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم تقریباً به‌شکل غیرقابل درکی بزرگ هستند. برای مثال، سیاه‌چاله کلا‌ن‌جرم «Sagittarius A» در قلب کهکشان راه شیری، جرمی عظیم معادل ۴.۳ میلیون برابر خورشید دارد؛ چنین جرمی برای سیاه‌چاله‌ها نسبتاً متوسط تلقی می‌شود.

هنوز دانشمندان نمی‌دانند که چگونه این سیاه‌چاله‌ها تا این حد پرجرم هستند، اما مشخص است که تعداد آن‌ها در جهان اولیه بسیار زیاد بوده است. با توجه به اندازه بزرگ این نوع سیاه‌چاله‌ها، زمان پدیدآمدن آن‌ها باید بلافاصله پس از بیگ‌بنگ بوده باشد. مبدأ و طلوع کیهان، یعنی یک میلیارد سال اول پس از بیگ‌بنگ، درواقع بسیار دور است. هر نوری هم که در آن نقاط دوردست وجود دارد توسط کشش ناشی از گسترش فضا-زمان ضعیف و قرمزرنگ می‌شود.

تلسکوپ جیمز وب قدرتمندترین تلسکوپ فضایی است که تاکنون ساخته شده و می‌تواند مبدأ جهان را در آن نور قرمز ببیند. بااین‌حال، این قابلیت به‌تن‌هایی کافی نیست.

برای شناسایی UHZ۱، دانشمندان از یک ویژگی نسبیتی به نام عدسی گرانشی استفاده کردند. این عدسی‌ها بر اثر مقدار عظیم تمرکز گرانش در یک نقطه ایجاد می‌شوند و فضا-زمان را به دور خود خم می‌کنند. هر نوری که از قسمت‌های دورتر کیهان به این عدسی‌های گرانشی برسد، دچار بزرگنمایی، تکرار و اعوجاج می‌شود.

خوشه‌ای از کهکشان‌ها به نام آبل ۲۷۴۴ در فاصله ۳.۵ میلیارد سال نوری از کهکشان UHZ۱ قرار دارد؛ این خوشه همانند عدسی‌های گرانشی، باعث بزرگنمایی ۴ برابری نور UHZ۱ می‌شود. بدین طریق تلسکوپ جیمز وب توانست نور آن کهکشان را تشخیص دهد. تشعشع پرتو ایکس چاندرا نیز موفق شد گازی را که در اطراف این سیاه‌چاله عظیم می‌چرخید، تشخیص دهد.