سیاه‌چاله‌هایی در لباس ستاره: فرضیه‌ای جدید برای توضیح نورهای مرموز جهان آغازین

نقاط نورانی سرخ و عجیب در جهان آغازین ممکن است کهکشان نباشند؛ پژوهشی جدید از احتمال وجود «ستاره‌های سیاه‌چاله‌ای» خبر می‌دهد.

برخی نقاط نورانی مرموز که در تصاویر ثبت‌شده از سپیده‌م کیهان دیده می‌شوند، ممکن است نوعی جرم کیهانی باشند که تاکنون نمونه‌ای از آن ندیده‌ایم.

به گزارش زومیت به نقل از ساینس‌آلرت، تجزیه‌وتحلیلی تازه از یک نقطه سرخ کوچک (LRD) نام مستعار «صخره»، نشان می‌دهد که آن نقاط نورانی ممکن است سیاه‌چاله‌هایی کلان‌جرم باشند که در دل ابرهای بسیار متراکم و عظیم گاز پیچیده شده‌اند؛ یعنی شبیه ستاره‌ای هستند که هسته‌اش را سیاه‌چاله تشکیل داده و اطرافش را لایه‌ای گاز فراگرفته است.

نتیجه‌گیری یادشده، توضیحی بسیار مناسب برای معمایی محسوب می‌شود که اخترشناسان از چندی پیش درتلاش برای حل آن هستند؛ اینکه شکستگی در نور نقاط سرخ کوچک باعث می‌شود کهکشان‌ها در جهان آغازین بسیار قدیمی‌تر از حد ممکن به‌نظر برسند.

گروهی از پژوهشگران به رهبری آنا دِ گراف، اخترفیزیکدان از مؤسسه ماکس پلانک آلمان نشان داده‌اند که نور دریافتی از صخره نمی‌تواند فقط حاصل جمعیت زیادی از ستاره‌های پیر و پرجرم باشد. آن‌ها توضیح می‌دهند محتمل‌ترین مدل این است که منبع نوری بسیار درخشان و یونیزه‌کننده، در میان گاز متراکمی پنهان شده باشد که نور را جذب و سرخ‌تر کرده است. مدلی که بهترین تطابق را با داده‌ها دارد، همان چیزی است که پژوهشگران آن را ستاره‌ی سیاه‌چاله‌ای می‌نامند.

تحلیل‌ها نشان می‌دهند جرم آسمانی صخره احتمالاً سیاه‌چاله‌‌ای کلان‌جرم در دل ابرهای متراکم گاز است که مانند ستاره‌ای غول‌پیکر به‌نظر می‌رسد

برای درک این موضوع باید پدیده‌ای به نام «شکست بالمر» را بشناسیم. این شکست تغییری ناگهانی در طیف نور اجرام آسمانی است که دراثر جذب نور فرابنفش توسط اتم‌های هیدروژن رخ می‌دهد. در حالت عادی، چنین شکست نیرومندی فقط وقتی دیده می‌شود که کهکشان بیشتر ستاره‌های جوان و پرجرم خود (ستاره‌های نوع O و B) را از دست داده باشد و ستاره‌های نوع A که کمی سردتر و پایدارترند، غالب شده باشند. اما نکته عجیب اینجاست که این تغییر طیفی در اجرامی دیده می‌شود که تنها چند صد میلیون سال پس از مهبانگ (بیگ‌بنگ) به‌وجود آمده‌اند؛ یعنی خیلی زودتر از آنکه کهکشان‌ها فرصت چنین تکاملی را داشته باشند.

جرم آسمانی صخره حتی از نمونه‌های مشابه هم عجیب‌تر است. نوری که امروز از آن به زمین رسیده، نزدیک به ۱۲ میلیارد سال در سفر بوده، یعنی ما درواقع تصویری از گذشته بسیار دور کیهان را می‌بینیم. نکته شگفت‌انگیز این است که در این نور، شکست بالمر بسیار قوی‌تر از هر نمونه دیگری که تاکنون دیده شده، مشاهده می‌شود. چنین ویژگی غیرمنتظره‌ای با توضیحات و مدل‌های رایج نجومی جور درنمی‌آید. همین امر باعث شد دانشمندان دست از تکیه بر نظریه‌های قدیمی بردارند و به دنبال سناریویی کاملاً تازه بروند تا بتوانند رفتار عجیب این جرم مرموز را توجیه کنند.

سیاه‌چاله‌هایی در دل توپ‌های عظیم هیدروژن سوزان

سیاه‌چاله‌هایی که در دل توپ‌های عظیم هیدروژن سوزان و آشوب‌زده پنهان شده‌اند، ممکن است آغازین روزهای کیهان را روشن کرده باشند.

به‌طور معمول، شکست بالمر می‌تواند هم در نور کهکشان‌ها دیده شود و هم در نور ستارگان منفرد. طیف نور صخره بیش از آنکه شبیه کهکشان باشد، به ستاره شباهت داشت. بر همین اساس پژوهشگران مدلی ساختند که در آن سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم در مرکز قرار دارد و از دیسک گازی اطرافش ماده می‌بلعد. این سیاه‌چاله درون لایه ضخیمی از هیدروژن پیچیده شده که مانند جو یک ستاره، نور را تغییر می‌دهد. به‌نوعی می‌توان گفت چیزی شبیه ستاره‌ای غول‌پیکر داریم، اما به جای هسته‌ای که در آن همجوشی هسته‌ای رخ دهد، یک سیاه‌چاله در مرکز قرار دارد.

وقتی پژوهشگران مدل ستاره‌ی سیاه‌چاله‌ای را در رایانه شبیه‌سازی کردند، نتیجه شگفت‌انگیز بود. طیفی که این مدل تولید کرد، دقیقاً همان چیزی بود که در داده‌های واقعی از جرم آسمانی صخره دیده شده بود. به زبان ساده، نور و ویژگی‌های آن در شبیه‌سازی با آنچه تلسکوپ جیمز وب ثبت کرده، کاملاً هم‌خوانی داشت. این شباهت قوی نشان می‌دهد که شاید دست‌کم بخشی از آن نقاط کوچک و سرخ‌رنگی که در جهان بسیار اولیه می‌بینیم، اصلاً کهکشان‌های کامل و بالغ نباشند، بلکه ستاره‌های سیاه‌چاله‌ای باشند.

صخره درحال‌حاضر قوی‌ترین مدرک مستقیمی است که نشان می‌دهد شکست بالمر می‌تواند ناشی از فعالیت سیاه‌چاله باشد

البته ایده توصیف‌شده فقط در حد نظریه است و برای تأیید آن باید پژوهش‌های بیشتری انجام شود: آیا چنین اجرامی واقعاً وجود دارند؟ چگونه شکل گرفته و تکامل پیدا می‌کنند؟ و نشانه‌های دیگری که حضورشان را ثابت کند کدام است؟ با‌این‌حال، این ایده می‌تواند بخشی از معمای کهکشان‌های غیرمنتظره در آغاز کیهان را حل کند، بی‌آنکه قوانین شناخته‌شده کیهان‌شناسی را نقض کند.

‌صخره در‌حال‌حاضر قوی‌ترین مدرک مستقیم است که نشان می‌دهد شکست بالمر در این اجرام شاید بیشتر ناشی از فعالیت سیاه‌چاله باشد تا جمعیت ستاره‌های قدیمی. داده‌های دقیق تلسکوپ فضایی جیمز وب نیز کمک کرده تا این جرم به نقطه عطفی برای ساخت مدل‌های آینده‌ی سیاه‌چاله-ستاره تبدیل شود.

پژوهش در ژورنال Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر

ترور پر دردسر یک روزنامه نگار وابسته/ محل نمایش یا صحنه جنایت

خبر بعد نظرات کاربران خبر قبل