 - надмасивні чорні діри, які збільшуються в розмірах - зустрічаються рідше){kind=link}
یک مطالعه دانشگاه کانزاس بر روی کمربند کیهانی با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان داد که هسته‌های فعال کهکشانی (AGN) - سیاهچالههای کلان پرجرم که به سرعت در حال گسترش هستند - کمتر از آن چیزی است که بسیاری از ستاره‌شناسان قبلاً تصور می‌کردند.
نتیجه گیری با استفاده از ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) JWST، نشان می دهد که جهان ما ممکن است کمی پایدارتر از آنچه قبلا تصور می شد باشد. این کار همچنین بینشی در مورد مشاهدات کهکشان‌های کم‌نور، ویژگی‌های آنها و مشکلات در تشخیص AGN ارائه می‌کند.
این کار به رهبری آلیسون کرک پاتریک، دانشیار فیزیک و نجوم در UCLA، بر روی منطقه ای از فضا که مدت ها مطالعه شده بود به نام "کمربند غار گسترده" که بین صورت فلکی دب اکبر و بوئتوس قرار دارد، متمرکز شد. اما تحقیقات قبلی در این زمینه بر نسل کمتر قدرتمند تلسکوپ های فضایی تکیه داشت.
کرک پاتریک می‌گوید: «مشاهدات ما در ژوئن و دسامبر سال گذشته انجام شد و هدف ما این بود که مشخص کنیم کهکشان‌ها در دوران اوج شکل‌گیری ستاره‌ها در کیهان چگونه به نظر می‌رسند. "این نگاهی به گذشته 7-10 میلیارد سال پیش است. ما از ابزار فروسرخ میانی در تلسکوپ فضایی جیمز وب برای بررسی غبار در کهکشان‌هایی استفاده کردیم که 10 میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند، و این غبار می‌تواند شکل‌گیری ستاره‌ها را پنهان کند، و می‌تواند سیاهچالههای بزرگ در حال رشد را پنهان کند. بنابراین من اولین مطالعه را برای یافتن این سیاهچاله های ابرپرجرم پنهان در مراکز این کهکشان ها انجام دادم."
در حالی که هر کهکشانی دارای یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز خود است، AGN ها شوک های دیدنی تری هستند که به طور فعال گاز را به داخل می کشند و درخشندگی را نشان می دهند که سیاهچاله های معمولی فاقد آن هستند.
کرک پاتریک و بسیاری از اخترفیزیکدانان دیگر انتظار داشتند که بررسی JWST با وضوح بالاتر AGN بیشتری را نسبت به بررسی قبلی تلسکوپ فضایی اسپیتزر نشان دهد. با این حال، حتی با افزایش قدرت و حساسیت MIRI، تعداد کمی AGN اضافی در مطالعه جدید یافت شد.
کرک پاتریک گفت: "نتایج کاملاً آن چیزی نبود که انتظار داشتم، که منجر به اولین شگفتی بزرگ من شد." یکی از اکتشافات مهم فقدان سیاهچاله های کلان پرجرم بود که به سرعت رشد می کنند. این نتیجه گیری منجر به پرسش هایی در مورد محل این اشیا شد. معلوم شد که این سیاهچالهها احتمالاً کندتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد رشد می‌کنند، که با توجه به اینکه کهکشان‌هایی که من بررسی می‌کردم شبیه کهکشان راه شیری ما از گذشته است، جالب است. پیش از این، مشاهدات اسپیتزر به ما اجازه می‌داد تا تنها درخشان‌ترین و پرجرم‌ترین کهکشان‌ها را با سیاهچالههای کلان پرجرم که به سرعت برافزایش پیدا می‌کردند، مطالعه کنیم و تشخیص آنها را آسان کرد.
کرک پاتریک گفت که یک معمای مهم در نجوم این است که بفهمیم چگونه سیاهچاله های کلان پرجرم معمولی، مانند سیاهچاله هایی که در کهکشان هایی مانند راه شیری یافت می شوند، رشد می کنند و بر کهکشان میزبان خود تأثیر می گذارند.
او گفت: "نتایج این مطالعه نشان می دهد که این سیاهچاله ها به سرعت رشد نمی کنند، مقدار محدودی از مواد را جذب می کنند و ممکن است تاثیر قابل توجهی بر کهکشان های خود نداشته باشند." این کشف چشم‌انداز کاملاً جدیدی را در مورد رشد سیاهچالهها باز می‌کند، زیرا درک کنونی ما عمدتاً مبتنی بر پرجرم‌ترین سیاهچالهها در بزرگترین کهکشان‌ها است که تأثیر قابل‌توجهی بر میزبان خود دارند، اما سیاهچالههای کوچک‌تر در این کهکشان‌ها بیشتر به احتمال زیاد نه." .
کرک پاتریک گفت: «با استفاده از JWST، ما می‌توانیم کهکشان‌های بسیار کوچک‌تری را نسبت به قبل شناسایی کنیم، از جمله کهکشان‌هایی به اندازه راه شیری یا حتی کوچک‌تر، که قبلاً در چنین جابه‌جایی‌های قرمز (فاصله‌های کیهانی) غیرممکن بود. "به عنوان یک قاعده، پرجرم ترین کهکشان ها به دلیل سرعت سریع شکل گیری ستاره ها دارای مقدار زیادی غبار هستند. من تصور می‌کردم کهکشان‌هایی با جرم کمتر نیز حاوی مقدار قابل توجهی غبار باشند، اما این اتفاق نیفتاد، که برخلاف انتظار من است و یک کشف مرموز دیگر است.»
به گفته کرک پاتریک، این کار طرز فکر ما را در مورد چگونگی رشد کهکشان ها، به ویژه در کهکشان راه شیری، تغییر می دهد.
او گفت: "به نظر می رسد سیاهچاله ما کاملاً یکنواخت است و فعالیت زیادی نشان نمی دهد." یکی از سوالات بزرگ در مورد کهکشان راه شیری این است که آیا تا به حال فعال بوده است یا اینکه آیا از مرحله AGN عبور کرده است. اگر بیشتر کهکشان‌هایی مانند ما فاقد AGN قابل تشخیص باشند، می‌تواند به این معنا باشد که سیاهچاله ما هرگز در گذشته فعالتر از این نبوده است. در نهایت، این دانش به محدود کردن و اندازه‌گیری جرم سیاهچالهها کمک می‌کند و منشا رشد سیاهچالهها را روشن می‌کند، که سوالی بی‌پاسخ باقی مانده است.»
اخیراً به کرک پاتریک زمان قابل توجهی در JWST داده شد تا یک مطالعه بزرگتر در زمینه کمربند غار گسترده با استفاده از MIRI انجام دهد. کار فعلی او شامل حدود 400 کهکشان است. نظرسنجی آتی او (MEGA: MIRI EGS Galaxy و بررسی AGN) شامل حدود 5,000 کهکشان خواهد بود. کار برای ژانویه 2024 برنامه ریزی شده است.
همچنین بخوانید: