نقاط قرمز کوچک جهان اولیه: راز سیاهچالهها با اشعه ایکس فاش شد

از زمانی که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای اولین بار شروع به رصد جهان اولیه کرد، اخترشناسان اجرام عجیبی را به شکل «نقاط قرمز کوچک» (LRDs) در تصاویر فروسرخ آن مشاهده کرده‌اند. صدها توده فشرده از این دست با انتقال‌به‌سرخ‌های بسیار بالا در فاصله‌ای حدود ۱۲ میلیارد سال نوری از ما وجود دارند. اخترشناسان بر این باورند که این اجرام حدود ۶۰۰ میلیون سال پس از مهبانگ شروع به شکل‌گیری کرده‌اند و این موضوع آنها را به بازیگرانی در دوران طفولیت کیهان تبدیل می‌کند. این نقاط در نور مرئی قرمز و در فرابنفش آبی به نظر می‌رسند. درباره منشأ و ویژگی‌های آنها تئوری‌های زیادی وجود دارد. برای مثال، نقاط قرمز کوچک (LRDs) ممکن است نوری باشند که از نواحی اطراف سیاهچاله‌های ابرپرجرم ساطع می‌شود؛ سیاهچاله‌هایی که پشت ابرهای گازی غلیظ پنهان شده‌اند. ایده جالبی است، اما کاملاً با ظاهر سیاهچاله‌های ابرپرجرم در حال رشد سریع در همان دوران همخوانی ندارد، زیرا بیشتر آنها (تا کنون) به نظر نمی‌رسد پشت ابرهای گازی پنهان شده باشند. برخی پیشنهاد کرده‌اند که این نقاط (LRDs) نوعی کهکشان اولیه هستند که هنوز توضیح داده نشده است. همچنین ممکن است گونه‌ای از هسته‌های کهکشانی فعال (AGN) باشند که تقریباً همیشه توسط سیاهچاله‌ها تغذیه می‌شوند. انتشار نور آنها قطعاً به این نتیجه اشاره دارد. توضیح دیگر حاکی از آن است که نقاط قرمز کوچک نوعی ستاره ابرپرجرم و کم‌عنصر هستند که (بر اساس استانداردهای ستاره‌ای) عمر کوتاهی داشته و به سرعت می‌میرند. اخترشناسان این اجرام را «ستاره سیاهچاله‌ای» می‌نامند. اخیراً، یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان که داده‌های رصدخانه پرتو ایکس چاندرا را در مقایسه با یک بررسی عمیق از تلسکوپ جیمز وب مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دادند، چیزی عجیب در رژیم نقاط قرمز کوچک (LRDs) یافتند: یک جرم گسیل‌کننده پرتو ایکس در فاصله حدود ۱۱.۸ میلیارد سال نوری. این یک شگفتی بود زیرا به نظر نمی‌رسید سایر نقاط قرمز کوچک پرتو ایکس ساطع کنند. این جرم که 3DHST-AEGIS-12014 نام‌گذاری شده است، در پرتو ایکس درخشان است، در حالی که دیگر نقاط قرمز کوچک گسیل پرتو ایکس ندارند، اما صفحات برافزایشی و فواره‌های سیاهچاله‌ای دارند . احتمال زیادی وجود دارد که این جرم عجیب حلقه اتصالی بین ستاره‌های سیاهچاله‌ای و نوع سیاهچاله‌های ابرپرجرم در حال رشدی باشد که در جهان اولیه ریشه دوانده و رشد کرده‌اند.     3DHST-AEGIS-12014 دقیقاً چیست؟ این جرم گسیل‌دهنده پرتو ایکس، مانند سایر نقاط قرمز کوچک، کوچک، قرمز رنگ و در جهان اولیه وجود دارد. اما برخلاف آنها، گسیل پرتو ایکس این جرم به اخترشناسان می‌گوید که این جرم تا حدودی متفاوت است. بهترین توضیح این است که این جرم می‌تواند یک جرم انتقالی باشد که وجود یک سیاهچاله را افشا می‌کند. «رافائل هوایدینگ» از مؤسسه اخترشناسی ماکس پلانک در آلمان و نویسنده اصلی مقاله، گفت: «اخترشناسان برای سال‌ها تلاش کرده‌اند تا بفهمند نقاط قرمز کوچک چیستند. این جرم منفرد گسیل‌دهنده پرتو ایکس ممکن است چیزی باشد که به ما اجازه می‌دهد همه نقاط را به هم متصل کنیم» . البته اگر این یک شکل انتقالی از نقاط قرمز کوچک باشد، هنوز سوالات زیادی در مورد چگونگی شکل‌گیری، فرآیند تکامل و وضعیت نهایی آن مطرح می‌کند. «آنا دو گراف» از مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین در کمبریج، ماساچوست و یکی از نویسندگان همکار این مطالعه، می‌گوید: «اگر نقاط قرمز کوچک، سیاهچاله‌های ابرپرجرم در حال رشد سریع هستند، چرا مانند سایر سیاهچاله‌های مشابه، پرتو ایکس ساطع نمی‌کنند؟ یافتن یک نقطه قرمز کوچک که متفاوت از دیگران به نظر می‌رسد، بینش مهم جدیدی در مورد چیزی که می‌تواند آنها را تغذیه کند، به ما می‌دهد».   بررسی فازهای انتقالی این مقاله نشان می‌دهد که نقطه قرمز کوچک گسیل‌دهنده پرتو ایکس ممکن است در حال تکامل از چیزی جدید به یکی از سیاهچاله‌های در حال رشد نوع اولیه باشد که جهان اولیه را فرا گرفته‌اند. این جرم هنوز می‌تواند در ابرهای گازی جاسازی شده باشد، که معمولاً اشکال دیگر نور را جذب یا مسدود می‌کنند. بازشدگی‌های تکه‌تکه در ابرها اجازه می‌دهد که پرتوهای ایکس در برخی مواقع از آنها عبور کنند، اما در مواقع دیگر نه. این موضوع می‌تواند توضیح دهد که چرا گسیل پرتو ایکس از ۳DHST-AEGIS-12014 در طول زمان به نظر می‌رسد متغیر است. «هانپو لیو» از دانشگاه پرینستون در نیوجرسی و یکی دیگر از نویسندگان همکار، گفت: «اگر ما نقطه گسیل‌دهنده پرتو ایکس را به عنوان یک نقطه قرمز کوچک در حال انتقال تأیید کنیم، نه تنها اولین نمونه از نوع خود خواهد بود، بلکه ممکن است برای اولین بار قلب یک نقطه قرمز کوچک را ببینیم. ما همچنین قوی‌ترین مدرک را خواهیم داشت که رشد سیاهچاله‌های ابرپرجرم در مرکز برخی، اگر نه همه، از جمعیت نقاط قرمز کوچک قرار دارد» . از آنجایی که نقاط قرمز کوچک (LRDs) و به ویژه این جرم، همگی در دوره‌های بسیار اولیه زمان کیهانی قرار دارند، باید توضیحات دیگر رد شوند. حداقل یک ایده حاکی از آن است که ۳DHST-AEGIS-12014 در واقع یک سیاهچاله ابرپرجرم در حال رشد در قلب یک کهکشان در حال شکل‌گیری است. اما ممکن است در نوع عجیبی از غبار پوشیده شده باشد که اخترشناسان تا پیش از این آن را شناسایی نکرده بودند. از آنجایی که هنوز سوالات زیادی در مورد ۳DHST-AEGIS-12014 باقی مانده است، واضح است که برای به دست آوردن داده‌های متغیر با زمان در مورد فعالیت و تکامل آن، به مشاهدات بیشتری نیاز است.   دیدگاه جایگزین و مرجع علمی محققان همچنین احتمال دیگری را مطرح می‌کنند که نقطه ایکس ممکن است در واقع یک سیاهچاله ابرپرجرم در حال رشد از نوع رایج‌تر باشد اما در نوع عجیبی از غبار پیچیده شده که اخترشناسان قبلاً هرگز آن را ندیده بودند. مشاهدات آینده برنامه‌ریزی شده است که باید بتواند حقیقت را روشن کند . توضیح ایتنا: این مطلب، به دلیل محدودیت‌های عمومی اینترنت کشور، به کمک هوش مصنوعی تولید شده است.