حصل مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لوكالة ناسا على أدلة قاطعة على أن الكوازار البعيد الذي تشكل بعد أقل من مليار عام من الانفجار العظيم يحتوي على ثقب أسود فائق النمو يولد طاقة بمعدل عشرين تريليون شموس. إن وجود مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة في هذه الحقبة المبكرة من الكون يتحدى نظريات تكوين المجرات والثقوب السوداء الهائلة.
لاحظ علماء الفلك دانيال شوارتز وشانيل فيراني من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، MA الكوازار ، المعروف باسم SDSSp J1306 ، والتي تبعد 12.7 مليار سنة ضوئية. بما أن الكون يقدر ب 13.7 مليار سنة ، فإننا نرى الكوازار كما كان بعد مليار سنة من الانفجار العظيم. ووجدوا أن توزيع الأشعة السينية بالطاقة أو طيف الأشعة السينية لا يمكن تمييزه عن توزيع أشباه النجوم القديمة المجاورة. وبالمثل ، فإن السطوع النسبي في الأطوال الموجية البصرية والأشعة السينية لـ SDSSp J1306 كان مشابهًا للسطوع القريب من النجوم الزائفة. تشير الملاحظات البصرية إلى أن كتلة الثقب الأسود تبلغ حوالي مليار كتلة شمسية.
وقد نشر فريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمملكة المتحدة دليلًا على ثقب أسود فائق آخر في العصر المبكر باستخدام القمر الصناعي XMM-Newton X-ray. وقد لاحظوا الكواكب SDSSp J1030 على مسافة 12.8 مليار سنة ضوئية ووجدوا نفس النتيجة بشكل أساسي لطيف الأشعة السينية كما وجد علماء سميثسونيان لـ SDSSp J1306. إن موقع شاندرا وطيفه الدقيق لـ SDSSp J1306 لهما نفس الخصائص تقريبًا يقضي على أي حالة من عدم اليقين العالقة بوجود ثقوب سوداء فائقة الضخامة.
قال شوارتز: "يبدو أن هاتين النتيجتين تشيران إلى أن الطريقة التي تنتج بها الثقوب السوداء الفائقة الكتلة إنتاج الأشعة السينية ظلت بشكل أساسي كما هي من تاريخ مبكر جدًا في الكون". وهذا يعني أن محرك الثقب الأسود المركزي في مجرة ضخمة تشكل بعد وقت قصير من الانفجار العظيم.
هناك اتفاق عام بين الفلكيين على أن الأشعة السينية من جوار الثقوب السوداء الهائلة يتم إنتاجها أثناء سحب الغاز باتجاه الثقب الأسود ، ويتم تسخينه إلى درجات حرارة تتراوح بين ملايين إلى مليارات الدرجات. تتركز معظم الغازات المتداخلة في قرص سريع الدوران ، الجزء الداخلي منه يحتوي على جو ساخن أو كورونا حيث يمكن أن ترتفع درجات الحرارة إلى مليارات الدرجات.
على الرغم من أن الهندسة الدقيقة وتفاصيل إنتاج الأشعة السينية غير معروفة ، فقد أظهرت ملاحظات العديد من النجوم الزائفة ، أو الثقوب السوداء الفائقة الكتلة ، أن العديد منها لديه أطياف أشعة سينية متشابهة جدًا ، خاصة عند طاقات الأشعة السينية العالية. هذا يشير إلى أن الهندسة والآلية الأساسية هي نفسها لهذه الكائنات.
إن التشابه الملحوظ لأطياف الأشعة السينية للثقوب السوداء الفائقة الكتلة مع تلك الموجودة في الثقوب الأكبر سنا يعني أن الثقوب السوداء الفائقة الأقراص وأقراص التنامي الخاصة بها ، كانت موجودة بالفعل بعد أقل من مليار سنة من الانفجار العظيم. أحد الاحتمالات هو أن الملايين من 100 ثقب أسود كتلة شمسية تشكلت من انهيار النجوم الضخمة في المجرة الشابة ، وبعد ذلك قامت ببناء ثقب أسود كتلة كتلة شمسية في وسط المجرة من خلال عمليات الاندماج وتراكم الغاز.
للإجابة على سؤال حول كيف ومتى تم تشكيل الثقوب السوداء الهائلة ، يخطط الفلكيون لاستخدام تعرض شاندرا العميق والاستطلاعات الأخرى لتحديد ودراسة الكوازارات في الأعمار المبكرة.
نُشرت ورقة شوارتز وفيراني حول SDSSp J1306 في عدد 1 نوفمبر 2004 من مجلة الفيزياء الفلكية. نُشرت الورقة التي كتبها دنكان فراح وزملاؤه حول SDSS J1030 في عدد 10 أغسطس 2004 من مجلة The Astrophysical Journal.
راقبت شاندرا J1306 بأداة مطياف التصوير CCD المتقدمة (ACIS) لمدة 33 ساعة تقريبًا في نوفمبر 2003. يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا ، هانتسفيل ، ألا ، برنامج تشاندرا لمكتب ناسا لعلوم الفضاء ، واشنطن. كان نورثروب غرومان من شاطئ ريدوندو ، كاليفورنيا ، المعروف سابقًا باسم TRW، Inc. ، مقاول التطوير الرئيسي للمرصد. يتحكم مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في العلوم وعمليات الطيران من مركز شاندرا للأشعة السينية في كامبريدج ، ماساتشوستس.
تتوفر معلومات وصور إضافية على:
http://chandra.harvard.edu و http://chandra.nasa.gov
المصدر الأصلي: بيان صحفي شاندرا
