سیاه‌چاله‌ای که با انفجار بزرگ متولد شد/ ستاره‌شناسان در شوک رصد کهکشان‌های دوردست
به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، بشر در زمینه‌های علمی، همیشه به دنبال کشفیات جدیدی است که فراتر از مرزهای شناخته‌شده‌اش باشد. جست‌وجوی ذرات کوچکتر، بنیادی‌تر، دمای نزدیک به صفر مطلق یا اجسام دور در حفره‌های جهان جذاب است و به پیشرفت ما در شاخه‌های گوناگون علم کمک می‌کند. برای یک دانشمند لحظه‌ای که مشاهدات یا اندازه‌گیری‌هایش نتیجه‌ای داشته که از نظر فرضی وقوع آن را پیش‌بینی نمی‌کرده است، فوق‌العاده هیجان‌انگیز است، زیرا هنگامی که چیزی کاملاً جدید درباره جهانی که در آن زندگی می‌کنیم می‌آموزیم، یک گام به شناخت بهتر گیتی نزدیک‌تر شده‌ایم.
در دویست و سی و هفتمین نشست انجمن نجوم AAS، فیگ وانگ(Feige Wang) از فعالان حوزه نجوم از کشف اختروش(جرمِ هسته‌ای‌مانند شدیداً تابناک که در فاصله‌ای دوردست قرار دارد) جدیدی خبر داد: سیاه‌چاله‌ای فعال، فوق‌العاده روشن و عظیم که در مرکز کهکشان‌هایی در دوردست‌ها پیدا شده است. این رصد آسمانی را می‌توان دورترین مشاهده یک اختروش و همچنین دورترین سیاه‌چاله‌ای که تاکنون توسط بشر دوپا مشاهده شده است قلمداد کرد.
سیاه‌چاله‌ای از همان اوایل آفرینش
نور این سیاه‌چاله هر چند اکنون توسط ما مشاهده می‌شود اما برای زمانی است که جهان فقط 670 میلیون سال عمر داشته است(یعنی زمانی که جهان در قیاس با حالِ حاضر، تنها 5 درصد از عمر خود را گذرانده بود). هر چند این سیاه‌چاله بسیار قدیمی است اما به جرمی رسیده که 1.6 میلیارد برابر جرم خورشید است. بنابراین این که چگونه یک سیاه‌چاله به این بزرگی در همان اوایل وجود پیدایش جهان به وجود آمده است یک فرصت منحصر به فرد را برای اخترشناسان و اخترفیزیکدانان فراهم می‌کند.
اگر ساعت را تا اوایل جهان یعنی کمی بعد از انفجار بزرگ به عقب برگردانیم، آن‌گاه به گذشته‌ای نگاه می‌کنیم که در جهان هیچ نوع کهکشان، ستاره یا سیاه‌چاله‌ای وجود نداشته است. اگرچه ممکن است بین 50 تا 100 میلیون سال پس از انفجار بزرگ ستاره‌ای تشکیل شده باشد، اما انتظار نمی‌رود اولین انفجار مهم تشکیل ستاره تا نزدیک به 200 میلیون سال پس از انفجار بزرگ رخ داده باشد. دانشمندان تخمین می‌زنند اولین ستاره‌ها بسیار عظیم بودند و جرمی معادل صدها یا هزاران برابر ستارگان امروزی داشتند.
ستارگان اولیه، جوانان ناکام دیروز!
عمر اولین ستاره‌های جهان فقط چند میلیون سال بود و آنها پس از نابودی به سیاه‌چاله تبدیل می‌شدند. خوشه‌های ستاره‌ای اولیه که این سیاه‌چاله‌های جوان را در خود جای داده بودند مناطقی از فضا به شمار می‌آیند که بیش از حدِ متوسط جهان دارای ماده هستند و از این جهت پرچگالی‌ترین نقطه تمام گیتی محسوب می‌شوند. آنها با گذشت زمان ماده‌های بیشتری را به خود جذب کردند که منجر به تشکیل و رشد کهکشان‌ها و انفجار ستاره‌های جدید شد و در نتیجه سیاه‌چاله‌های اولیه این فرصت را پیدا کردند تا خیلی بزرگ شوند.
اما آنها با چه سرعتی می‌توانند رشد کنند؟ بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌هایی که امروز در جهان می‌بینیم چند ده میلیارد جرم خورشیدی اندازه دارند که نشان می‌دهد که آنها مقدار عظیمی از ماده را بلعیده و یا با تعداد زیادی سیاه‌چاله دیگر ادغام شده‌اند. با این حال، وقتی که به اوایل پیدایش جهان نگاه می‌کنید، کهکشان‌ها کوچکتر هستند، جرم‌های کمتری دارند و جمعیت ستارگان جوان‌تری را در خود جای داده‌اند.
به بیان ساده، جهان برای رشد و تکامل پیکربندی فعلی به یک زمان طولانی کیهانی(زمان کیهانی، نوعی دستگاه مختصات زمانی است که در کیهان‌شناسی فیزیکی کاربرد دارد) نیاز دارد. از آنجا که تشکیل ستاره باعث گرم شدن ماده‌های اطرافش می‌شود و در عین حال به گاز خنک نیز نیاز دارد، بنابراین حداکثر سرعت ایجاد یک ستاره محدود است.
معمای جدیدی برای اخترشناسان
عظیم‌ترین سیاه‌چاله‌هایی که تشکیل شده‌اند از طریق فعل و انفعالات گرانشی با توده‌های سبک‌تری که در نزدیکی‌شان بود پدید آمدند. به عبارت دیگر آنها وقتی تشکیل شدند که با هم ادغام پیدا کردند. هنگامی که ماده در آن سیاه‌چاله‌ها قرار می‌گیرد، گرم می‌شود و شتاب می‌گیرد و جریان‌های سریع و پر انرژی تولید می‌کند. وقتی همه این‌ها را کنار هم قرار دهیم این انتظار به وجود می‌آید که در شکل‌گیری سیاه‌چاله‌های اولیه محدودیت وجود داشته باشد(البته اگر فرضیه‌های فیزیکدانان را که به عنوان نظریه‌های استاندارد تلقی می‌شود بپذیریم). مسلماً در آن بازه زمانی سیاه‌چاله‌های عظیمی به وجود می‌آمده است اما این سیاه‌چاله‌ها تا چه اندازه پراکندگی داشتند؟
سیاه‌چاله‌های بزرگ باید از مرگ همان اولین ستاره‌ها تشکیل شده و سپس از دیدگاه منجمان با حداکثر سرعت ممکن، یعنی حد ادینگتون(که مرتبط با حد درخشندگی ستاره و بادهای اختری سنگینی است که از لایه‌های بیرونی‌اش به اطراف می‌وزد)، متورم شده باشند. اما براساس تجزیه و تحلیل انجام شده در آن زمان فقط حدود 20 سیاه‌چاله به این بزرگی در کل جهان می‌توانست وجود داشته باشد و با توجه به قسمت باریکی از آسمان که در پژوهش‌های اخترشناسان مورد بررسی قرار گرفته است احتمال اینکه ما حتی یکی از آنها را پیدا کرده باشیم می‌بایست نزدیک به صفر می‌بود. این معمایی است که اخترشناسان باید حل کنند.
انتهای پیام/4160/پ
انتهای پیام/