دورترین سیاه چاله کلان جرم کشف‌شده رازهای پیدایش جهان را آشکار می‌کند

دورترین سیاه چاله کلان جرم کشف‌شده که به تازگی توسط ستاره شناسان جهان موردبررسی قرار گرفته است، اطلاعات ارزشمندی را در مورد شروع جهان در دل خود جای داده است.

این ابر سیاه چاله (supermassive black hole) جرمی یک میلیارد برابر خورشید داشته و برخلاف سیاه چاله‌های کلان جرم معمولی، به صورت پدیده‌ای که با نام کوازار یا اختروَش (Quasar) شناخته می‌شود،‌ توسط حجم حلقه مانندی فوق‌العاده نورانی و در حال پیچش، شامل گاز و گرد و غبار کیهانی، احاطه شده است. انتظار می‌رود که کشف این جرم آسمانی که به عنوان دورترین سیاه چاله کلان جرم رصدشده شناخته می‌شود، شرایط اولیه پیدایش جهان را برای دانشمندان روشن‌تر کند.

جزئیاتی در مورد کشف دورترین سیاه چاله کلان جرم تاریخ

جزئیات یافتن این جرم فوق‌العاده بزرگ و شگفت‌انگیز به تازگی در قالب مقاله‌ای در ژورنال “Astrophysical Journal Letters” به چاپ رسیده است؛ دانشمندان اعلام کرده‌اند که نور ناشی از فعالیت این ابر سیاه چاله چیزی در حدود 13.1 میلیارد سال در حرکت بوده تا به زمین برسد و از آنجایی که مورد قبول‌ترین تئوری در مورد شروع جهان،‌ یعنی نظریه بیگ بنگ، قدمت هر آنچه که در اطراف خود می‌بینیم را به 13.8 میلیارد سال پیش نسبت می‌دهد، می‌توان گفت که نگاه کردن به سیاه چاله کلان جرم کشف‌شده مانند چشم دوختن به پنجره‌ای بی‌مانند به سمت گذشته کیهان است.

از آنجایی که دانشمندان هنوز نمی‌دانند که اولین ستاره چه زمانی پس از بیگ بنگ شکل گرفته است،‌ بررسی گازهای موجود در این کوازار روند تکامل جهان در فازهای اولیه را روشن‌تر می‌کند و به علاوه، تمرکز درصد قابل‌توجهی از ستاره شناسان بر روی یافتن ابر سیاه چاله‌هایی دورتر از این جرم آسمانی است تا امکان ترسیم تصویری نسبتا دقیق از مراحلِ پس از انفجار بزرگ اولیه، فراهم شود.

ویژگی‌های سیاه چاله‌های کلان جرم و کوازارها

کوازارها در مرکز کهکشان‌های عظیم قرار گرفته‌اند و به عنوان یکی از نورانی‌ترین اجرام رصد شده در کل تاریخ جهان به شمار می‌روند؛ در مرکز هر کوازار هم یک ابر سیاه چاله قرار گفته که از خود نوری ندارد، اما به واسطه جرم فوق‌العاده زیادش، گرانشی را پدید می‌آورد که ابرها و گازهای اطراف را به صورت چرخشی به درون کشیده و اصطکاک ناشی از برخورد مواد جذب‌شده، باعث آزاد شدن مقدار زیادی نور و گرما می‌شود. البته به دلیل فاصله بسیار زیادی که نزدیک‌ترین کوازار از سیاره کوچک ما دارد،‌ دیدن نور مرئی چنین پدیده‌ای تقریبا غیرممکن است.

به همین دلیل، برای تماشای یک سیاه چاله کلاه جرم، دانشمندان در جستجوی نور مادون‌قرمز از تجهیزات مخصوص ردیابی نورهایی با طول‌موج بسیار طولانی‌تر استفاده می‌کنند و به این واسطه،‌ فاصله ابر سیاه چاله را از زمین تعیین می‌کنند؛ البته از آنجایی که کل کیهان در حال انبساط است، هر کدام از این جرم‌ها به صورت طبیعی در حال دور شدن از ما هستند و به همین دلیل، با گذشت زمان نور حاصل از کوازارها به اصطلاح، قرمزتر می‌شود؛ به کمک این پدیده که با نام “redshift” شناخته می‌شود، می‌توان فاصله از هر کوازار را تعیین کرد.

کشف دورترین ابر سیاه چاله رصد شده حاصل سال‌ها تلاش دانشمندان بوده و از آنجایی که تخمین زده می‌شود که تنها بین 20 تا 100 کوازار در چنین فاصله‌هایی از زمین قرار گرفته‌اند،‌ دستاورد تازه ستاره شناسان بسیار قابل‌توجه است. به علاوه، از آنجایی که تعداد بی‌شماری نقطه نورانی در آسمان شب قابل رویت است، ‌پیدا کردن یک کوازار که خارج از کهکشان ما بوده، نیاز به تحقیقاتی طولانی و دقیق دارد.

تا پیش از این،‌ دورترین سیاه چاله کلان جرم کشف‌شده 13 میلیارد سال عمر داشت و چیزی در حدود 750 میلیون سال پس از بیگ بنگ را نمایش می‌داد، اما کوازار تازه کشف‌شده به مدت زمان تقریبی 60 میلیون سال قبل‌تر مربوط می‌شود و مقایسه اطلاعات به دست آمده از این دو ابر سیاه چاله، به خوبی نرخ بالای تغییرات و تکامل کیهان را در مدت زمانی نسبتا کوتاه نشان می‌دهد.

تاریخچه‌ای از کیهان

دانشمندان معتقدند که صدها میلیون سال پس از بیگ بنگ، جهان دورانی که با نام عصر تاریکی شناخته می‌شود را پشت سر می‌گذاشت؛ در آن زمان، ستاره‌ها و سیاه چاله‌ها هنوز پدیدار نشده بودند و ماده تاریک در کنار هیدروژن و هلیوم بخش عظیمی از اجرام موجود را تشکیل می‌داد. پس از مدتی این عناصر پایه‌ای ستاره‌ها را به وجود آورده و این اجرام نورانی با تشعشعات خود، باعث یونیزه شدن هیدروژن‌های خنثی شدند. به این ترتیب عصر تاریکی به پایان رسید، اما نکته قابل‌توجه در این باره، زمان دقیق به وجود آمدن این تغییر است.

هنوز اطلاعات دقیقی در مورد پایان عصر تاریکی در دسترس نیست و تخمین زده می‌شود که این اتفاق، چیزی در حدود 500 میلیون سال پس از انفجار بزرگ شروع شده و تا نیم میلیارد سال بعد هم ادامه داشته است؛ این در حالیست که آنالیز کوازار کشف‌شده نشان می‌دهد که هنوز مقدار قابل‌توجهی هیدروژن خنثی در این جرم آسمانی قرار دارد. با این تفاسیر، اگر یافته‌های دانشمندان رسما تایید شود، می‌توان اطمینان داشت که دورترین سیاه چاله کلان جرم کشف‌شده در این فاصله زمانی 500 میلیون ساله قرار داشته است.

از طرف دیگر، قسمت معماگونه‌ی ماجرا، به قدمت این جرم عظیم مرتبط است؛ دانشمندان در گذشته باور داشتند که زمان کافی برای شکل‌گیری یک سیاه چاله کلان جرم با این ابعاد باید چیزی بیشتر از عمر آن،‌ یعنی 690 میلیون سال باشد، اما این کشف خلاف باورهای پیشین را ثابت می‌کند؛ بنابراین مشخص است که دانش ستاره شناسان در مورد فازهای اولیه شکل‌گیری کیهان بسیار محدود بوده و انتظار می‌رود که با کشف کوازارهای قدیمی‌ دیگر، این دانش گسترده‌تر شود.