تلسکوپ فضایی جیمز وب توانسته تصاویری بی‌سابقه از نخستین مراحل شکل‌گیری کهکشان‌ها در جهان ثبت کند. اما در میان این کشفیات، پدیده‌ای عجیب به‌نام «نقاط قرمز کوچک» Little Red Dots (LRDs) دیده شده که اخترشناسان را شگفت‌زده کرده. این اجرام کوچک و دوردست، نورشان به‌شدت به اصطلاح انتقال به سرخ یافته (Redshifted) و منشأ آن هنوز به‌درستی مشخص نیست.
بر اساس پژوهش جدیدی که اخیراً منتشر شده، یک احتمال قوی مطرح شده: این نقاط می‌توانند سیاهچاله‌هایی بسیار جوان و پرانرژی باشند که در حال بلعیدن ماده با بیشترین سرعت ممکن‌اند. طیف نوری این اجرام نشان می‌دهد که گاز اطراف آن‌ها با سرعتی خارق‌العاده، بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه، در حال چرخش به دور مرکز است. این سرعت بالا معمولاً نشانه‌ی وجود یک سیاهچاله‌ی عظیم در مرکز است که همانند قلب تپنده‌ای، انرژی‌های کیهانی را از درون کهکشان بیرون می‌کشد.
چرا این نقاط با سیاهچاله‌های شناخته‌شده تفاوت دارند؟
در مدل‌های استاندارد، سیاهچاله‌های فعال یا هسته‌های فعال کهکشانی Active Galactic Nuclei – AGN معمولاً طیف نوری مشخصی دارند: آن‌ها علاوه‌بر نور فروسرخ Infrared، در محدوده‌ی پرتو ایکس X-ray و امواج رادیویی Radio نیز بسیار درخشان هستند. اما نقاط قرمز کوچک، برخلاف انتظار، تقریباً در پرتو ایکس و امواج رادیویی خاموش‌اند و فقط در فروسرخ نور زیادی دارند. این مسئله باعث سردرگمی اخترشناسان شده است.
در این پژوهش، تیمی از دانشمندان ۱۲ مورد از این نقاط را که با دقت زیاد توسط تلسکوپ جیمز وب بررسی شده‌اند، با مدل‌های جدیدی از سیاهچاله‌های جوان مقایسه کردند. مدل‌ها فرض می‌کنند که این سیاهچاله‌ها در قلب کهکشان‌هایی جوان، درون ابری از گازهای یونیزه Ionized Gas محصور شده‌اند. این ابر چگال از الکترون‌های آزاد، اجازه عبور پرتوهای پرانرژی مانند ایکس و رادیویی را نمی‌دهد. بنابراین اگر نورهای پرانرژی دیده نمی‌شود، شاید دلیلش این باشد که گازهای اطراف این سیاهچاله‌ها مثل پرده‌ای ضخیم، بیشتر امواج را جذب می‌کنند.
سیاهچاله‌هایی که تا مرز حد نهایی انرژی می‌بلعند
برای اینکه چنین نقاطی همچنان در فروسرخ بدرخشند، این سیاهچاله‌ها باید با سرعتی باورنکردنی در حال جذب ماده باشند. بررسی‌ها نشان می‌دهد این جذب ماده تقریباً در مرز «حد اِدینگتون» Eddington Limit اتفاق می‌افتد. این حد، بیشترین سرعت مجاز برای بلعیدن ماده توسط یک سیاهچاله است؛ اگر از این حد بیشتر شود، فشار نورِ ساطع‌شده چنان زیاد می‌شود که دیگر ماده نمی‌تواند به سیاهچاله نزدیک شود.
این یافته‌ها تصویری نو از نقاط قرمز کوچک به دست می‌دهد: آن‌ها احتمالاً سیاهچاله‌هایی بسیار جوان هستند که هنوز در مرحله‌ی رشد سریع‌اند. برآورد جرم این سیاهچاله‌ها بین ده‌هزار تا یک‌میلیون برابر جرم خورشید است – بسیار کوچک‌تر از سیاهچاله‌های عظیمی که در مرکز کهکشان‌های امروزی دیده می‌شوند. این یعنی آن‌ها در ابتدای مسیر رشد خود قرار دارند و به‌زودی ممکن است به همان سیاهچاله‌های عظیم و پرنور کهکشانی تبدیل شوند.
دلیل اینکه چنین نقاطی را در کهکشان‌های نزدیک‌تر (با «ردشیفت» کمتر) نمی‌بینیم، می‌تواند این باشد که سیاهچاله‌ها پس از مدتی آن‌قدر ماده جذب می‌کنند که ابر یونیزه اطرافشان را پاک می‌کنند. پس از پاک شدن این ابر، آن‌ها به شکل آشنای هسته‌های فعال کهکشانی در می‌آیند. این تحقیق، نگاهی تازه به تولد سیاهچاله‌ها در جهان اولیه ارائه می‌دهد؛ جایی که نور قرمز، نوید یک تولد سهمگین را می‌دهد.
منبع