پیش‌بینی‌شده «جد» سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم در کمین طلوع زمان پیدا شد

اولین شیء “حلقه گمشده” در نوع خود که در کیهان اولیه کشف شد، ممکن است معمای قدیمی‌ترین ابرپرجرم سیاه‌چاله‌ها وجود دارد.

کشف GNz7q، سیاه‌چاله‌ای که قدمت آن تنها به ۷۵۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ، با پیش‌بینی‌های نظری در مورد اینکه یک “جد” سیاهچاله‌های کلان جرم ممکن است ظاهر شود، همسو است. مانند – و در حالی که این چیزی است که قبلاً هرگز ندیده‌ایم، می‌تواند موارد بسیار بیشتری مانند آن وجود داشته باشد.

“بعید است که کشف GNz7q … فقط “شانس احمقانه” باشد،”

بالا: GNz7q، نقطه قرمز در مرکز قسمت داخلی، در کالاهای هابل -میدان شمالی (NASA، ESA، Garth Illingworth [UC Santa Cruz]، Pascal Oesch [UC Santa Cruz، Yale]، Rychard Bouwens [LEI]، I. Labbe [LEI]، مرکز سحر کیهانی/موسسه Niels Bohr/دانشگاه کپنهاگ، دانمارک)

دوره GNz7q از آن به عنوان طلوع کیهانی شناخته می شود. – دورانی که از حدود ۵۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ تا حدود ۱ میلیارد سال، زمانی که اولین اجرام آسمانی در حال شکل گیری بودند، از جمله ستارگان نوزاد و کهکشان های نوپا.

در مقطعی از این مراحل نوپای کیهان. تکامل، سیاهچاله های کلان پرجرم نیز ظاهر شدند. اما پرسش‌های مربوط به کی و چگونه در اخترفیزیک باز باقی می‌مانند.

سال گذشته، دانشمندان کشف J0313–۱۸۰۶، دورترین اختروش ثبت شده در فاصله بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از زمین، که نشان دهنده قدیمی ترین سیاهچاله کلان جرمی است که تا کنون پیدا شده است.

اما چیزی مانند J0313–۱۸۰۶ از کجا می آید؟ یا بهتر بگوییم، پیش‌سازهای تکاملی سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم در بخش‌های اولیه کیهان چه نوع اجرامی بودند؟

از نظر تئوری، دانشمندان ایده‌هایی دارند.

“شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده تکاملی است. پژوهشگران در یک مطالعه جدید توضیح دهید، به سرپرستی اولین نویسنده و ستاره شناس سیجی فوجیموتو، همچنین از دانشگاه کپنهاگ.

“اگرچه آخرین مرحله به یک انتقال به سرخ شناسایی شده است. ۷.۶ [اشاره به J0313–۱۸۰۶]، یک اختروش در حال گذار پیدا نشده است.”

تا کنون، یعنی. فوجیموتو، برامر و همکارانش GNz7q را در تجزیه و تحلیل داده های مشاهدات آرشیوی گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی هابل شناسایی کردند. به نظر می‌رسد این شیء همان اجدادی است که دانشمندان در تلاش برای ردیابی آن بوده‌اند.

با کمال تعجب، این سیاه‌چاله «حلقه گمشده» در منطقه‌ای از آسمان شب که به طور جامع مورد مطالعه قرار گرفته است – به عنوان بخشی از Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) – اما تنها اکنون یک تحلیل طیفی مشخص کرده است که درخشندگی GNz7q احتمالاً چه چیزی را نشان می دهد. 

“تحلیل ما نشان می دهد که GNz7q اولین نمونه از یک سیاهچاله به سرعت در حال رشد در هسته غبارآلود یک کهکشان ستارگان در عصری نزدیک به اولین سیاهچاله کلان پرجرم شناخته شده در کیهان است.” a href=”https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/hubble-sheds-light-on-origins-of-supermassive-black-holes”>فوجیموتو می گوید

.

“خواص شی در سراسر طیف الکترومغناطیسی با پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی‌های نظری مطابقت دارد.”

به گفته محققان، کهکشان میزبان GNz7q فوق العاده فعال است و حدود ۱۶۰۰ جرم خورشیدی را در سال تشکیل می دهد – یا حداقل حدود ۱۳ میلیارد سال پیش، زمانی که این نور باستانی گسیل شد.

امضای انتشار نور GNz7q با مشخصات سیاه چاله انتقالی مطابقت دارد. به دلیل درخشندگی آن در طول موج های فرابنفش (نماینده گسیل از قسمت بیرونی دیسک برافزایش سیاهچاله) همزمان با عدم وجود تابش اشعه ایکس (که در هسته دیسک ایجاد می شود، اما تحت پوشش شرایط گرد و غبار مداوم کهکشان ستاره زایی اولیه که GNz7q از آن تکامل یافته است).

همانطور که محققان توضیح می دهند، این ویژگی ها یک تطابق کامل با سیاهچاله‌ای که برای چیزهای کلان پرجرم تعیین شده است.

“ویژگی‌های آن با مرحله انتقال الگوی تکاملی سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم مطابقت دارد،” تیم در مقاله خود توضیح می دهد. “یک اختروش با درخشندگی کم و پوشیده از گرد و غبار در یک میزبان به شدت انفجار ستاره ظاهر می شود.”

به عبارت دیگر، این همان چیزی است که ما پیش بینی کردیم که یک پیشرو سیاهچاله عظیم در حدود ۱۳ میلیارد سال پیش به نظر می رسد. هنگامی که نور آن سرانجام به ما رسید، و حدود ۱۳ میلیارد سال نوری را طی کرد تا این سفر را انجام دهد.

با توجه به پدیده انبساط کیهان، GNz7q – به هر شکل نهایی و فوق العاده ای که اکنون به خود می گیرد – خواهد بود. امروزه تقریباً دو برابر دورتر از ما، در فاصله حدود ۲۵ میلیارد سال نوری.

یافته ها در گزارش شده است. طبیعت.