سیاه‌چاله‌ای با سریع‌ترین نرخ غذا خوردن دیده شده تنها ۱.۵ میلیارد سال پس از بیگ بنگ
ستاره‌شناسان یک هیولای کیهانی را کشف کرده‌اند که با نرخی بسیار بالا در حال بلعیدن مواد محیطی در جهان اولیه است. یک سیاه‌چاله غول‌پیکر در مرکز بیشتر کهکشان‌ها کمین کرده و مقادیر زیادی گاز و غبار را به درون خود می‌کشاند، و دیسک چرخانی از ماده را تشکیل می‌دهد.
داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و رصدخانه پرتو ایکس چاندرا به شناسایی این "سیاه‌چاله با سریع‌ترین نرخ غذا خوردن" به نام LID-568 کمک کرده‌اند.
این سیاه‌چاله که فقط ۱.۵ میلیارد سال پس از بیگ بنگ دیده شده است، با سرعتی شگفت‌انگیز در حال رشد است. به‌طور شگفت‌آوری، به نظر می‌رسد که ماده‌ای بیش از ۴۰ برابر حد معمول خود را می‌بلعد.
این امر ستاره‌شناسان را با پرسشی معماگونه روبرو کرده: چگونه آنها در این جهان اولیه می‌توانند به‌سرعت چنین رشد کنند؟
استفاده از وب برای کشف سیاه‌چاله
برای آشکار کردن اسرار LID-568، ستاره‌شناسان از ابزار NIRSpec وب استفاده کردند. بینش قدرتمند فروسرخ JWST به آنها اجازه می‌داد از طریق غبار کیهانی نفوذ کنند و این سیاه‌چاله دور و گرسنه را مشاهده کنند.
“به دلیل طبیعت کم‌نور آن، کشف LID-568 بدون JWST ممکن نبوده است. استفاده از اسپکتروگراف میدان یکپارچه نوآورانه و لازم برای دستیابی به مشاهده ما بود.” امانوئل فارینا، ستاره‌شناس NOIRLab و نویسنده مشترک مقاله گفت.
NIRSpec JWST امکان مشاهده کامل میدان هدف و محیط اطراف را فراهم کرد. این امر به سمت جریان‌های گازی قوی اطراف سیاه‌چاله اشاره داشت.
سرعت و گستردگی جریان‌های مشاهده‌شده نشان می‌دهد که قسمت قابل‌توجهی از جرم‌افزایش LID-568 ممکن است در طول یک رویداد سریع واحد رخ داده باشد.
“این نتیجه غیرمنتظره یک بعد جدید به درک ما از سیستم افزود و مسیرهای هیجان‌انگیزی را برای تحقیق باز کرد،” هیون سو، ستاره‌شناس که این مطالعه را رهبری می‌کرد، گفت.
جنون غذا خوردن
به‌طور شگفت‌آوری، داده‌ها نشان می‌دهد که این سیاه‌چاله با نرخی ۴۰ برابر حد ایدینگتون خود غذا می‌خورد که یک نرخ حداکثری نظری است.
“این سیاه‌چاله یک جشن ولیمه می‌گیرد.” جولیا شارواختر، ستاره‌شناس NOIRLab و نویسنده مشترک گفت.
“این حالت شدید نشان می‌دهد که یک مکانیسم تغذیه سریع بالاتر از حد ایدینگتون یکی از توضیحات ممکن برای این است که چرا این سیاه‌چاله‌های بسیار سنگین را در اوایل جهان می‌بینیم”، شارواختر در بیانیه مطبوعاتی افزود.
تصور می‌شود سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ از سیاه‌چاله‌های کوچکتر "دانه" تشکیل می‌شوند. این دانه‌ها می‌توانند به دو روش شکل بگیرند. اول، دانه‌های سبک، از فروریختن ستاره‌های عظیم در پایان عمر خود تشکیل می‌شوند. دوم، دانه‌های سنگین از فروریختن مستقیم ابرهای گازی عظیم تشکیل می‌شوند.
با این حال، تا کنون، دانشمندان شواهد قطعی برای تأیید هیچ‌یک از نظریه‌ها نداشتند.
“کشف یک سیاه‌چاله با برداشت سوپراپولیدینگتون نشان می‌دهد که قسمت قابل‌توجهی از رشد جرم می‌تواند در طول یک قسمت تغذیه سریع واحد رخ دهد، فارغ از اینکه سیاه‌چاله از یک دانه سبک یا سنگین نشأت گرفته باشد.” سو توضيح داد.
کشف LID-568 نشان داده است که سیاه‌چاله‌ها می‌توانند از حد رشد نظری خود فراتر روند.
تیم کشف کرد که LID-568 با جریان‌های قدرتمند گاز احاطه شده است، که ممکن است به تنظیم رشد شدید آن کمک کند. این جریان‌ها می‌توانند به عنوان سوپاپ اطمینان عمل کنند، انرژی اضافی را Release کرده و از انفجار و ناپایداری سیاه‌چاله جلوگیری کنند.
برای درک بهتر این پدیده، دانشمندان با استفاده از JWST مشاهدات بیشتری انجام خواهند داد.
یافته‌ها در مجله Nature Astronomy. منتشر شدند.
