إعداد: م. ماجد ابوزاهرة
اعلن فريق من علماء الفلك عن اكتشاف كوازار يبعد حوالي 13.03 مليار سنة ضوئية من الأرض وقد تمت تسميته – J031343.84-180636.4 – أو اختصارا (J0313-1806) ، وهو أكثر سطوعًا بمقدار 1000 مرة من مجرة درب التبانة ويتم تنشيطه بواسطة ثقب أسود فائق الكتلة أكبر من الشمس بـ 1.6 مليار مرة، ويعتبر وجود مثل هذا الثقب الأسود الضخم بعد 670 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم تحدى بشكل كبيرا للنماذج النظرية لنمو الثقوب السوداء الهائلة وقد نشرت النتائج في المجلة الفيزيائية الفلكية.
يُعتقد أن الكوازارات ناتجة عن الثقوب السوداء الهائلة التي تلتهم المواد المحيطة بها مثل الغاز أو حتى النجوم بأكملها ، مما يؤدي إلى دوامة من المادة شديدة الحرارة تُعرف باسم – قرص التراكم – الذي يدور حول الثقب الأسود، وبسبب الطاقات الهائلة تُعد الكوازارات من بين أكثر المصادر سطوعًا في الكون ، وغالبًا ما تتفوق على المجرات التي توجد فيها.
بالرغم من أن الكوازار J0313-1806 يبعد 20 مليون سنة ضوئية فقط عن صاحب الرقم القياسي السابق الكوازار ULAS J134208.10 + 092838.61 ، إلا أنه يحتوي على ثقب أسود هائل يبلغ ضعف وزنه، وهذا يمثل تقدمًا كبيرًا في علم الكونيات ، لأنه يوفر أقوى قيد حتى الآن على تكوين الثقوب السوداء في بدايات الكون.
يعتبر هذا هو أول دليل على كيفية تأثير الثقب الأسود الهائل على المجرة من حوله، اضافة أن الأرصاد للمجرات الأقل بعدًا ،تشير الى ام هذا يجب أن يحدث ، لكننا لم نشهد حدوثه ذلك في وقت مبكر جدًا في الكون.
تعتبر الكوازارات الأكثر بعدًا حاسمة في فهم كيفية تشكل الثقوب السوداء المبكرة ولفهم إعادة التأين الكوني – المرحلة الانتقالية الرئيسية الأخيرة لكوننا.
بمجرد أن أكد العلماء هويته ككوازار ، حصلوا على أطياف عالية الجودة من مرصد كيك في هاواي وتلسكوب جيميني الشمالي بهاواي لقياس كتلة الثقب الأسود الهائل المركزي.
ان قياس الخطوط الطيفية التي تنشأ من الغاز المحيط بقرص تراكم الكوازار تسمح بتحديد كتلة الثقب الأسود ودراسة كيفية تأثير نموه السريع على بيئته.
بالنسبة لمثل هذه الكوازارات البعيدة ، فان اهم الخطوط الطيفية هي الانزياح ألاحمر إلى الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء ، ويعتبر مخطط Keck’s NIRES الطيفي أداة ممتازة لهذه المسوحات.
تستبعد الكتلة الضخمة للثقب الأسود J0313-1806 في مثل هذا الوقت المبكر من تاريخ الكون نموذجين نظريين لكيفية تشكل هذه الأجسام.
فالنموذج الأول يقول بأن النجوم الفردية الضخمة تنفجر في صورة مستعرات عظمى “سوبرنوفا” وتنهار الى ثقوب سوداء ثم تلتحم في ثقوب سوداء أكبر، اما في النموذج الثاني، تنهار عناقيد كثيفة من النجوم لتتحول إلى ثقب أسود هائل.
مع ذلك ، في كلتا الحالتين ، تستغرق العملية وقتًا طويلاً لإنتاج ثقب أسود ضخم مثل ذلك الموجود في J0313-1806، وهذا يخبرنا بأن بذرة هذا الثقب الأسود قد تشكلت بواسطة آلية مختلفة .
في هذه الحالة ، إنها آلية تتضمن كميات هائلة من غاز الهيدروجين البدائي البارد تنهار مباشرة في بذرة تشكل ثقب أسود .
لقد كشفت بيانات رصد الكوازار J0313-1806 بواسطة مصفوفة مرصد أتاكاما المليمتري/تحت المليمتري الكبير (الما) تفاصيل محيرة حول مجرة الكوازار المضيفة ، التي تشكل نجوماً جديدة بمعدل 200 مرة عن مجرتنا درب التبانة.
ان هذا المعدل لتكوين النجوم مرتفع نسبيًا في المجرات ذات الأعمار المماثلة ، ويشير إلى أن المجرة المضيفة للكوازار تنمو بسرعة كبيرة.
يشير سطوع الكوازار J0313-1806 إلى أن ثقبه الأسود الهائل يبتلع ما يعادل 25 شمسًا كل عام، ومن المحتمل أن تكون الطاقة المنبعثة من هذا التغذية السريعة تعمل على تشغيل تدفق قوي من الغاز المتأين الذي شوهد يتحرك بحوالي 20٪ من سرعة الضوء.
يُعتقد أن مثل هذه التدفقات هي ما يوقف تشكل النجوم في المجرة في النهاية، ويعتقد أن تلك الثقوب السوداء فائقة الكتلة كانت السبب وراء توقف العديد من المجرات الكبيرة عن تشكيل النجوم في مرحلة ما .
بعد ذلك رصد حدوث”التبريد” في أوقات لاحقة ، ولكن حتى الآن من غير المعروف كيف بدأت هذه العملية في وقت مبكر في تاريخ الكون.
إن الكوازار “J0313-1806 هو أول دليل على أن “التبريد” ربما كان يحدث في أوقات مبكرة جدًا من تاريخ، وستؤدي هذه العملية أيضًا إلى ترك الثقب الأسود بلا شيء يأكله ويوقف نموه.