جیکل و هید و مردگرگ بهتر است مراقب باشند؛ آنها رقیب جدی جدیدی برای تبدیل وحشتناکترین و حیوانیترین از حالت ملایم به یک موجود خشمگیر، در کهکشانی که بهطور غیر ترسناکی «ویرژیل» نامیده میشود، پیدا کردهاند.
با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، ستارهشناسان مشاهده کردند که کهکشان ویرژیل پیش از چشمهایشان دگرگون میشود، طبیعت هیولاییاش و یک سیاهچاله فراجرمسی در قلبش را آشکار میسازد که با نرخ باور نکردنی ماده میبلعد. این سیاهچاله بهنظر میرسد بسیار بیش از حد بزرگ باشد تا کهکشانی که آن را میزبانی میکند، بتواند آن را تحمل کند؛ بنابراین در دسته نادر «سیاهچالههای بیشجرم» قرار میگیرد که مدلهای پیشرو دربارهٔ شکلگیری اولیه کهکشانها و نحوهٔ پرورش سیاهچالههای فراجرمسی در هستهٔ آنها را تحت سؤال قرار میدهد.
«[JWST] نشان داده است که ایدههای ما دربارهٔ شکلگیری سیاهچالههای فراجرمسی تقریباً کاملاً اشتباه بودند»، جورج ریکه، رهبر تیم مشترک دانشگاه آریزونا، در بیانیهای گفت. «بهنظر میرسد که سیاهچالهها در بسیاری از موارد پیشی از کهکشانها میگیرند. این مهمترین نکتهٔ هیجانانگیز در کشفیات ماست.»
ویرژیل به یک دستهٔ مرموز از اشیاء که به نام «نقطههای سرخ کوچک» شناخته میشوند، تعلق دارد؛ کهکشانهایی که JWST در حدود ۶۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ بهصورت گسترده کشف کرده است. بهنظر میرسد این اشیاء تا زمانی که جهان به سنی حدود ۲ میلیارد سال میرسد، ناپدید میشوند. این که دقیقاً این کهکشانها چه هستند یک معماست، اما سؤال شگفتانگیزتر این است که چرا آنها حدود ۱٫۶ میلیارد سال پس از رسیدن به بزرگترین جمعیت خود ناپدید شدند.
مطالعهٔ ویرژیل میتواند این دو معما را حل کند، با اینکه پیشنهادی دربارهٔ شکلی که نقطههای سرخ کوچک به آن تبدیل شدهاند ارائه میدهد و به ما امکان میدهد نوادگان آنها را در جهان مدرن شناسایی کنیم.
تحقیقات همچنین نشان میدهد که شاید برخی هیولاهای ترسناک کیهانی در جهان وجود داشته باشند که در نگاه اول آشکار مخفیاند.
هیولای مادونقرمز
نور در طول موجهای مختلفی میآید که ستارهشناسان معمولاً برای آشکار کردن ویژگیهای متفاوت یکسانی از همان اشیاء استفاده میکنند. طبیعت واقعی ویرژیل فقط زمانی آشکار شد که ستارهشناسان این کهکشان را در نور مادونقرمز، که برای چشم انسان نامرئی است، با استفاده از ابزار مادونقرمز میانی (MIRI) تلسکوپ JWST بررسی کردند.
ریکه توضیح داد: «ویرژیل دو شخصیت دارد. نور فرابنفش و نوری نشانگر سمت «خوب» آن هستند – یک کهکشان جوان معمولی که بهخوبی ستارگان میسازد. اما وقتی دادههای MIRI افزوده میشوند، ویرژیل به میزبانی یک سیاهچاله فراجرمسی بهطور شدید پوشیده تبدیل میشود که انرژی عظیمی ساطع میکند.»
این سمت خشن ویرژیل در طولموجهای دیگر نور مخفی مانده بود، چرا که قلب آن، جایی که سیاهچاله فراجرمسی پرخوار در آن قرار دارد، در ابرهای ضخیم غبار پوشیده شده است. این غبار نور فرابنفش و نوری را بهخوبی جذب میکند، اما نور مادونقرمز میتواند از آن عبور کند؛ به این معناست که مشاهدهٔ ویرژیل در مادونقرمز تصویری کاملتر از رخدادهای در هستهٔ آن ارائه میدهد.
پیرلوئیگی رینالدی، همرهبر تیم از مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی، گفت: «MIRI عملاً به ما امکان میدهد فراتر از آنچه طولموجهای فرابنفش و نوری میتوانند آشکار سازند، مشاهده کنیم. دیدهبانستارهها آسان است، چون آنها میدرخشند و توجه ما را جلب میکنند؛ اما چیزی بیش از ستارگان وجود دارد، چیزی که فقط MIRI میتواند آن را فاش کند.»
این پژوهش ممکن است پیامدهای گستردهتری برای ستارهشناسان داشته باشد؛ چرا که پیشنهاد میکند شاید جمعیتی کامل از هیولاهای سیاهچاله فراجرمسی که در غبار مخفی شدهاند، در کیهان وجود داشته باشند و نقش مهمی در تکامل اولیهٔ جهان ایفا کرده باشند.
تا کنون، دانشمندان از وجود هیولای کیهانی دیگری مشابه ویرژیل در حال پرسهزدن در کیهان اولیه بیاطلاع هستند؛ اما این ممکن است به این دلیل باشد که روشهای مطالعهمان به آنها این امکان را میدهد تا با هویتهای ملایم خود ما را فریب دهند.
رینالدی گفت: «آیا به دلیل اینکه هنوز دادههای عمیق مساوی MIRI در نواحی گستردهتری از آسمان بهدست نیامدهاند، نسبت به خواهران آن کور هستیم؟» او افزود: «تلسکوپ JWST داستان جذابی برای گفتن دارد؛ همانگونه که بهتدریج نقابها را کنار میزند تا به روایت مشترکی برسیم.»
تحقیقات تیم در تاریخ ۸ دسامبر در مجله Nature Astronomy. منتشر شد.