تمكنت مجموعة من العلماء الدوليين، تحت قيادة مركز الحدود الكونية بجامعة تكساس في أوستن، من اكتشاف أبعد ثقب أسود مؤكد حتى الآن، وهو ثقب أسود فائق الكتلة تشكل بعد 500 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، مما يجعل عمر الكون حينها حوالي 3% فقط من عمره الحالي. يُطلق على هذا الثقب الأسود اسم “كابيرس -إل آر دي-زد9″، ويبعد عنا 13.3 مليار سنة ضوئية، مما يوفر فرصة استثنائية لفهم كيفية تشكل الثقوب السوداء المبكرة وتطورها، وهذا ما أظهرته الدراسة الحديثة التي نشرتها الفريق في دورية “ذي أستروفيزكال جورنال ليترز”.

تُعتبر الثقوب السوداء فائقة الكتلة أكبر أنواع الثقوب السوداء المعروفة، حيث تتراوح كتلتها بين ملايين ومليارات أضعاف كتلة الشمس وغالبًا ما توجد في مراكز المجرات، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة. هذه الثقوب تختلف عن الثقوب السوداء النجمية، التي تتكون نتيجة لانفجارات النجوم، إذ تتشكل عادة بكتلة تعادل عدة عشرات من الشموس.

استخدام تقنية الغاز الساقط في الاكتشافات الفلكية

في هذا السياق، يقول أنتوني تايلور، الباحث في مركز الحدود الكونية والمعد الرئيسي للدراسة، إن هذا الاكتشاف يمثل خطوة متقدمة في مجال البحث عن الثقوب السوداء، حيث يعد أبعد ما يمكن الوصول إليه من خلال التكنولوجيا الحالية. ويؤكد تايلور في تصريحات خاصة للجزيرة نت أن فريقه حصل على أدلة تفيد بأن مجرة كابيرس -إل آر دي-زد تحتوي على أبعد ثقب أسود باستخدام تقنية التحليل الطيفي في تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

يعتمد علماء الفلك على التحليل الطيفي لتقسيم الضوء إلى أطواله الموجية المختلفة لدراسة خصائص الأجسام الكونية. لمعرفة الثقوب السوداء، يبحث الفلكيون عن أدلة تشير إلى وجود غاز يتحرك بسرعات عالية. أثناء دوران الغاز وسقوطه في الثقب الأسود، يتمدد ضوءه إلى أطوال موجية أكثر احمرارا عند الابتعاد عنا، بينما يضغط الضوء المتجه نحو الأرض إلى أطوال موجية أكثر زرقة. يوضح تايلور أن هذه المجرة تحمل بصمتها الفريدة التي تشير إلى وجود ثقب أسود.

كما يشير تايلور إلى أن رصد الغاز السريع في المجرة أسفر عن ملاحظات مثيرة، حيث تم رصد تسارع الغاز إلى سرعات عالية أثناء دورانه الحلزوني نحو الثقب الأسود، جنبًا إلى جنب مع الانبعاث الساطع للغاز، مما يمثل علامة واضحة على وجود ثقب أسود في مجرة كابيرس -إل آر دي-زد9.

المفاجآت التي تحملها النقاط الحمراء الصغيرة

ينتمي الثقب الأسود الذي تم اكتشافه إلى مجرة “كابيرس -إل آر دي-زد9″، وهي جزء من مجموعة غامضة من المجرات المعروفة باسم “النقاط الحمراء الصغيرة”، والتي تم رصدها خلال الـ 1.5 مليار سنة الأولى من تاريخ الكون. تعتبر تلك المجرات مفاجأة لعلماء الفلك حيث تسلموا معلومات حول خصائصها المذهلة.

يقول ستيفن فينكلشتاين، المؤلف المشارك في البحث ومدير مركز الحدود الكونية، إنه على الرغم من أن علماء الفلك قد عثروا على بعض المجرات المحتملة الأبعد، إلا أنهم لم يتمكنوا من اكتشاف البصمة الطيفية المميزة المرتبطة بالثقوب السوداء حتى الآن. تُعد النقاط الحمراء الصغيرة من أبرز الدلائل على نشوء الثقوب السوداء في المراحل المبكرة من حياة الكون.

كما يشير تايلور إلى أن “النقاط الحمراء الصغيرة” تم تحديدها لأول مرة من خلال تلسكوب جيمس ويب وهي معروفة بكثافتها العالية حيث يزداد سطوع ضوءها عند الأطوال الموجية الأكثر احمرارًا. على الرغم من أن معظم هذه النقاط رُصدت في الكون المبكر، إلا أن بعضها ظهر في فترات لاحقة.

استكشاف آفاق جديدة في دراسة الثقوب السوداء

يمثل هذا الاكتشاف جزءًا من مسح يهدف إلى التأكد من أكثر من 100 مجرة مرشحة، مما يساعد في إنشاء قاعدة بيانات قوية لدراسة تكوين المجرات وتطورها. فالثقب الأسود الضخم المكتشف في فترة مبكرة جدًا يوفر للعلماء فرصة استثنائية لاستكشاف كيفية تطور الأجرام السماوية. حيث يمكن أن يتمتع الثقب الأسود في الكون اللاحق بفرص عديدة للتضخم، بينما لا يحصل ثقب في المئات الملايين من السنين الأولى على هذه الفرص.

وحول هذا الاكتشاف، أشار تايلور إلى أن مجرة كابيرس -إل آر دي-زد9 تمثل نموذجًا رائعًا لدراسة نمو وتطور الثقوب السوداء والمجرات في الكون المبكر. ويدعو مزيد من الدراسات لاكتشاف أجسام مشابهة واستكشاف البيانات عالية الدقة من تلسكوب جيمس ويب، التي ستكون كبيرة في معرفة المزيد عن النمو والتطور الثقوب السوداء والمجرات.

في النهاية، يسجل ستيفن فينكلشتاين نقاطًا جديدة في هذا الاكتشاف، إذ تعتبر الأدلة المتزايدة علامات واضحة على أن الثقوب السوداء في المراحل المبكرة من الكون قد نمت بشكل أسرع بكثير مما كان متوقعًا، أو أنها كانت أكبر بكثير من التقديرات السابقة في النماذج المتعارف عليها.