ثقب أسود غامض منذ فجر الزمن يزن مليار شمس

قال تقرير لمجلة ساينس ألرت، إن الثقب الأسود الذي يرجع إلى الفجر الكوني في مركز مجرة تسمى J1120+0641، تبلغ كتلته ما يزيد عن مليار شمس.

ونشأت مجرة J1120+0641، بعد أقل من 770 مليون سنة من الانفجار الكبير، ومن الصعب معرفة كيف حصل الثقب الأسود على الوقت الكافي لاكتساب هذه الكتلة الكبيرة.

أُعلن عن اكتشاف J1120+0641 في عام 2011، وظلت لبضع سنوات أبعد مجرة زائفة معروفة، وينتمي إلى ما يسمى مجرات الكوازار التي تحتوي على ثقب أسود مركزي فائق الكتلة يتغذى بمعدل هائل. وعادة تكون محاطة بسحابة ضخمة من الغاز والغبار، تلتهمها بأسرع ما يمكن. يؤدي الاحتكاك والجاذبية حول الثقب الأسود إلى تسخين المادة، ما يجعلها تتألق بشكل ساطع.

لكن السرعة التي يمكن أن يتغذى بها الثقب الأسود ليست بلا حدود. يتعين الحد الأقصى للمعدل المستقر من خلال حد إدنجتون، والذي بعده تتألق المادة الساخنة بشكل ساطع بحيث يتجاوز ضغط الإشعاع قوة الجاذبية، ما يدفع المادة بعيدًا ولا يترك أي شيء ليتغذى عليه الثقب الأسود.

ورصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي المجرة في أوائل عام 2023، وقام فريق بقيادة عالمة الفلك سارة بوسمان من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا بتفكيك الضوء الذي جمعه لفهرسة خصائص المواد المحيطة بالثقب الأسود.

يكشف هذا التحليل أن الثقب الأسود يتغذى بشكل طبيعي جدًا، ولا يوجد شيء في تراكمه يبدو مختلفًا بشكل كبير عن المجرات الزائفة الأخرى الأحدث.

أحد التفسيرات المحتملة لهذه الثقوب السوداء العملاقة هو أن الغبار الزائد كان يدفع علماء الفلك إلى المبالغة في تقدير كتلتها. ومع ذلك، لا يوجد أي مؤشر على وجود غبار إضافي.

وهذا يعني أن J1120+0641 هي ما تبدو عليه: مجرة كوازار عادية جدًا، بها ثقب أسود لا يلتهم المواد بمعدل مرتفع جدًا. كان الثقب الأسود وطريقة تغذيته ناضجين نسبيًا بحلول الوقت الذي رصدناه فيه، في غضون بضع مئات الملايين من السنين من الانفجار الكبير.

تقول بوسمان: "بشكل عام، تضيف الملاحظات الجديدة المزيد من الغموض: كانت النجوم الزائفة المبكرة طبيعية بشكل صادم.. برصف النظر عن الأطوال الموجية التي نرصدها، فإن الكوازارات متطابقة تقريبًا في جميع عصور الكون".

التفسير الرئيسي الآخر هو أن الثقوب السوداء تشكلت من "بذور" كبيرة جدًا في البداية. بصيغة أخرى ربما تشكلت من انهيار كتل من المادة أو حتى نجوم ضخمة للغاية تصل كتلتها إلى مئات الآلاف من أضعاف كتلة الشمس، ما يعطي حجمها النمو السبق.