سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر در کهکشانی تقریبا بی‌ستاره معادلات کیهان را برهم زد

این تلسکوپ موفق شده یک سیاه‌چاله عظیم با جرمی حدود ۵۰ میلیون برابر خورشید را مشاهده کند که تنها ۷۰۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ وجود داشته است. نکته شگفت‌انگیز این کشف آن است که این سیاه‌چاله در کهکشانی موسوم به «Abell 2744-QSO1» قرار دارد؛ کهکشانی که به‌طور غیرمنتظره‌ای از ستاره‌های بسیار کمی برخوردار است.

بر اساس گزارش نیوساینتیست، نظریه‌های استاندارد نجوم بر این فرض استوارند که سیاه‌چاله‌ها نتیجه مرگ ستاره‌های بسیار پرجرم هستند. ابتدا ستاره‌ها در دل ابرهای گازی شکل می‌گیرند و سپس با پایان سوخت هسته‌ای و فروپاشی، سیاه‌چاله‌ها متولد می‌شوند. اما داده‌های به‌دست‌آمده از جیمز وب نشان می‌دهد که در این کهکشان، جرم ستاره‌ای آن‌قدر ناچیز است که نمی‌تواند شکل‌گیری چنین سیاه‌چاله بزرگی را توضیح دهد. به بیان دیگر، این سیاه‌چاله انگار بدون یک کهکشان پرستاره و متعارف رشد کرده است.

دانشمندان برای توضیح این پدیده، احتمال وجود «سیاه‌چاله‌های اولیه» را مطرح کرده‌اند؛ مفهومی که نخستین‌بار در دهه ۱۹۷۰ توسط استیون هاوکینگ و برنارد کار پیشنهاد شد. طبق این نظریه، برخی سیاه‌چاله‌ها نه از مرگ ستاره‌ها، بلکه مستقیما از نوسانات شدید چگالی در نخستین لحظات پس از بیگ‌بنگ شکل گرفته‌اند.

پژوهشگران دانشگاه کمبریج با انجام شبیه‌سازی‌های پیشرفته نشان داده‌اند که اگر چنین بذر اولیه‌ای وجود داشته باشد، می‌تواند گازهای اطراف را به‌سرعت جذب کند و بدون نیاز به شکل‌گیری تعداد زیادی ستاره، به جرمی در حد ده‌ها میلیون برابر خورشید برسد. نتایج این شبیه‌سازی‌ها از نظر جرم سیاه‌چاله و ترکیب شیمیایی محیط اطراف کهکشان، با مشاهدات جیمز وب همخوانی قابل‌توجهی دارد.

با این حال، این توضیح نیز بدون چالش نیست. مدل‌های رایج نشان می‌دهند که سیاه‌چاله‌های اولیه معمولا جرمی در حدود یک میلیون برابر خورشید دارند، در حالی که سیاه‌چاله کشف‌شده در QSO1 حدود پنجاه برابر سنگین‌تر است. برخی دانشمندان احتمال می‌دهند که این سیاه‌چاله‌ها در خوشه‌های متراکم شکل گرفته و از طریق ادغام سریع با یکدیگر به چنین جرم بزرگی رسیده باشند.

چالش دیگر، نیاز به تابش‌های بسیار پرانرژی برای شکل‌گیری این اجرام است؛ تابش‌هایی که تاکنون منبع مشخصی برای آن‌ها در نزدیکی این کهکشان شناسایی نشده است. با این حال، پژوهشگران امیدوارند با کشف نمونه‌های مشابه بیشتر توسط تلسکوپ جیمز وب، بتوانند نشان دهند که برخی از بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌های عالم نه زاده مرگ ستاره‌ها، بلکه یادگار نخستین لحظات شکل‌گیری کیهان هستند.