رصد اولین ابرسیاه‌چاله‌های در حال ادغام توسط جیمز وب

به نقل از اس‌ای، این کشف می‌تواند سرنخی باشد که به ما کمک کند بفهمیم ابرسیاهچاله‌ها از کجا آمده‌اند و چگونه در اوایل تاریخ کیهان تا این حد بزرگ شده‌اند.هانا اوبلر ستاره‌شناس دانشگاه کمبریج در بریتانیا می‌گوید: یافته‌های ما نشان می‌دهد که «ادغام» مسیر مهمی است که از طریق آن سیاهچاله‌ها می‌توانند به سرعت رشد کنند، حتی اگر در آغاز جهان و سپیده دم کیهانی باشد.

وی افزود: نتایج ما به همراه سایر یافته‌های جیمز وب از سیاهچاله‌های فعال و پرجرم در کیهان دور نشان می‌دهد که ابرسیاه‌چاله‌ها از همان ابتدا تکامل کهکشان‌ها را شکل می‌دهند.سیاهچاله‌ها پر از رمز و راز هستند و یکی از جذاب‌ترین آنها این است که ابرسیاهچاله‌ها از کجا می‌آیند. کوچکترها را که حدود ۶۵ برابر جرم خورشید هستند، می‌توان با ابرنواختر و فروپاشی هسته ستارگان عظیم توضیح داد. موارد کمی بزرگتر را نیز می‌توان با برخورد و ادغام این هسته‌های ستاره‌ای فروپاشیده توضیح داد.

همچنین سیاهچاله‌های کلان‌جرم یا همان ابرسیاهچاله‌ها که میلیون‌ها تا میلیاردها برابر جرم خورشید جرم دارند، به لحاظ نظری می‌توانند از طریق برخوردهای سلسله مراتبی متوالی بین سیاهچاله‌های بزرگ و بزرگتر رشد کنند، اما این روند باید زمان زیادی طول بکشد.

یک مشکل این است که ما سیاهچاله‌های بسیار بزرگی را در ابتدای کیهان دیده‌ایم که برای آنها خیلی زود است که در این مسیر آهسته رشد کرده باشند.یک پاسخ احتمالی این است که دانه‌های اولیه که از آن، سیاهچاله‌ها تشکیل شده‌اند، برای شروع بسیار بزرگ بوده‌اند، اما حتی اگر چنین باشد که محتمل نیز به نظر می‌رسد، این احتمال نیز وجود دارد که برخورد و ادغام نقشی در رشد این سیاهچاله‌ها به اندازه‌های بزرگتر داشته باشد.

یکی از ماموریت‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب این است که به ما کمک کند تا بفهمیم جهان در پی مه‌بانگ یا همان انفجار بزرگ چگونه شکل گرفته و با استفاده از قابلیت‌های فروسرخ قدرتمند خود به طلوع کیهان(نخستین میلیارد سال پس از آغاز کیهان) با بالاترین وضوح تاکنون نگاه کند. یکی از چیزهایی که ستاره شناسان و کیهان شناسان به طور خاص به دنبال آن هستند، رصد ابرسیاهچاله‌ها است.

اکنون ستاره شناسان در یکی از بررسی‌های خود، یک جفت کهکشان را در مسیر برخورد با یکدیگر در سامانه‌ای که اکنون به نام ZS۷ شناخته می‌شود، کشف کرده‌اند.در مرکز هر کهکشان یک ابرسیاهچاله قرار دارد و هر دو ابرسیاهچاله به طور فعال در حال رشد هستند، فرآیندی که باعث می‌شود غبار و گاز در اطراف آنها با نور شعله‌ور شود.

اوبلر می‌گوید: ما شواهدی برای گاز بسیار متراکم با حرکات سریع در مجاورت سیاه‌چاله و همچنین گاز داغ و بسیار یونیزه‌ شده توسط تشعشعات پرانرژی که معمولاً توسط سیاه‌چاله‌ها در دوره‌های برافزایش آنها تولید می‌شود، پیدا کردیم. تلسکوپ جیمز وب به لطف وضوح بی‌سابقه قابلیت‌های تصویربرداری خود به تیم ما اجازه داد تا این دو ابرسیاه‌چاله را شناسایی کند.

پژوهشگران توانستند تعیین کنند که یکی از این سیاهچاله‌ها جرمی در حدود ۵۰ میلیون خورشید دارد. دیگری کمتر قابل اندازه گیری بود، زیرا گاز و گرد و غبار اطراف آن فوق‌العاده متراکم بود، اما احتمالاً جرمی مشابه با دیگری دارد.
ما در کیهان شاهد ادغام سیستم‌های دیگری از این دست بوده‌ایم. در واقع تصور می‌شود که «ادغام» بخش نسبتاً مهمی از رشد یک کهکشان باشد. اما تشخیص چنین ادغام اولیه و زودهنگامی نشان می‌دهد که مدلی که هم ادغام و هم دانه‌های سیاهچاله بزرگتر را در وهله اول شامل می‌شود، بسیار قابل قبول است.

تصور می‌شود که چنین ادغام‌های عظیمی زمزمه‌ای دائمی از امواج گرانشی ایجاد می‌کنند که در سراسر کیهان طنین انداز می‌شوند.طول موج این زمزمه آنقدر بزرگ است که با ابزارهای موج گرانشی کنونی قابل تشخیص نیست، اگرچه ممکن است ما آن را با استفاده از تپ‌اخترها شناسایی کرده باشیم، اما با شناسایی ادغام‌های مداوم در دوره‌های مختلف کیهان شناسی، دانشمندان بهتر می‌توانند سرعت رخ دادن آنها را تخمین بزنند.

محققان می‌گویند: مشاهدات ما شواهد روشن و محکمی برای یک ابرسیاهچاله درگیر در این ادغام با کهکشانی دیگر ارائه می‌دهد که احتمالاً میزبان سیاهچاله در حال رشد دیگری است.آنها افزودند: به طور کلی به نظر می‌رسد نتایج ما از سناریوی ادغام سیاهچاله عظیم قریب‌الوقوع در کیهان اولیه حمایت می‌کند و این را به عنوان کانال مهم دیگری برای رشد اولیه سیاهچاله‌ها برجسته می‌کند. این یافته‌ها همراه با سایر یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که ادغام سیاهچاله‌ها در کیهان دور رایج است.این پژوهش در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.