اكتشاف مذهل لثقب أسود تبلغ كتلته مليار مرة كتلة الشمس، مختبئاً منذ بدايات الكون

اكتشف علماء الفلك ثُقباً أسوداً هائلاً ونادراً تشكّل بعد 750 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، ممّا قد يشير إلى وجود آلاف أخرى من هذه الكيانات الوحشية التي تطارد الكون المبكّر أكثر مما كان يعتقد العلماء سابقاً.

رُصِدَ الثّقب الأسود، الذي تبلغ كتلته حوالي مليار ضعف كتلة الشّمس، بواسطة مصفوف مرصد أتاكاما المليمتري الكبير (ALMA) في بقعة صغيرة من السماء أقلّ بـ 10 أضعاف حجم من البدر. عُثِرَ على الثّقب الأسود في مركز المجرة COS-87259، وهي مجرّة قديمة تشكّلت بعد 750 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.

كان الثّقب الأسود محجوباً تحت عباءة من غبار النجوم المضطرب، حيث شوهد يستهلك جزءاً من القرص المُزوِّد المحيط به -حزام من الغاز والغبار الكوني- من المواد المدارية، بينما يقذف البقايا في نفاثّة تسير بسرعة تقترب من سرعة الضوء. يبدو أن الثقب الأسود الوحشيّ في مرحلة وسيطة نادرة من النّمو، في مكان ما بين مجرّة متكوّنة من النّجوم ومغبرّة، وثقب أسود ضخم متوهّج يسمّى الكوازار؛ أيّ شبيه النجم.

يقترح الباحثون أنّ العملاق الكونيّ هذا يمكن أن يكون مجرّد واحد من آلاف الثّقوب السّوداء الكبيرة التي لا يمكن تفسيرها والتي تكمن تحت الغطاء السحابي للكون المبكّر.

تولد الثّقوب السّوداء من انهيار النجوم العملاقة، وتنمو عن طريق التهام الغاز والغبار والنجوم والثقوب السوداء الأخرى في مجرات تشكّل النجوم التي تحتوي عليها. إذا نمت بشكل كبير بما يكفي، فإنّها تتحول إلى كوازارات، وتتخلّص من شرانقها الغازيّة مع انفجارات من الضّوء تصل إلى تريليون مرّة أكثر سطوعاً من النجوم الأكثر سطوعاً.

كلّما نظر العلماء إلى الكون بشكل أعمق، زاد الضّوء الذي يعترضونه وعادوا بالزمن إلى الوراء. اقترحت المحاكاة السابقة لـ "الفجر الكوني" -الحقبة التي تشمل المليار سنة الأولى من الكون- أنّ السّحب المتصاعدة من الغاز البارد ربّما تكون قد اندمجت في نجوم عملاقة محكوم عليها بالانهيار السريع، مكونة ثقوباً سوداء. مع نمو الكون، ربما تكون تلك الثقوب السوداء الأولى قد اندمجت بسرعة مع الثقوب السوداء الأخرى لزرع ثقوب سوداء فائقة الكتلة في جميع أنحاء الكون.

يثير اكتشاف هذا الثقب الأسود الفائق الكتلة والنّادر وغيره من مثل هذه التساؤلات حول كيفية تشكّل العديد من هذه الكيانات في الكون المبكّر. يمكن أن تشير الإجابة على هذا اللّغز إلى وجود ثغرة في فهمنا لتشكيل المجرات في بدايات الكون.

اكتشف علماء الفلك الذين قاموا بتحليل البيانات من تلسكوب جيمس ويب الفضائي مؤخراً مجموعة من ستّة مجرات عملاقة تتراوح أعمارها بين 500 إلى 700 مليون سنة بعد الانفجار العظيم والتي كانت ضخمة جداً لدرجة أنّها كانت في حالة توتّر مع 99٪ من النماذج الكونية. قد يكمن تفسير محتمل في الكميّة والنّشاط المحموم للسّحب "النّجمية" الكثيفة حيث تولّدت الثقوب السوداء الأولى.

يدفع اكتشاف كل من COS-87259 وثقب أسود آخر سريع النمو وسريع الانتقال يُدعى GNz7q في مجرة انفجار نجمي في نفس عمر COS-87259 العلماء إلى التساؤل عن كيفية فهم ذلك من وجهة نظر فهم النمو المبكر جداً للثقب الأسود الهائل.

نشر فريق البحث النتائج التي توصلوا إليها في مجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.