أقدم الثقوب السوداء العملاقة يفتح أبواب فهم تاريخ الكون

ووفق دراسة حديثة نشرتها دورية "ذا أستروفيزكال جورنال ليترز"، فقد "عكف فريق بحثي دولي على فهم هذه الكيانات العملاقة ودورها في تطور الكون المبكر، ما يساعد على تحديد مجموعة من النجوم الزائفة (الكوازارات)، والتي تُعد الأقدم في الكون كله".

والكوازارات -والتي تُعرف أيضًا بـ"النجوم الزائفة" أو "شبيهة النجوم"- هي أنوية لامعة ونشطة جدًّا لمجرات ضخمة بعيدة جدًّا، وفي قلب كل واحدةٍ منها ثقب أسود عملاق بكتلة مليارات الشموس يتسبب في انطلاق نفاثات سريعة وقوية من الإشعاع يلتقطها العلماء على الأرض عبر تلسكوباتهم الراديوية.

إعادة تأيُّن الكون

ومع زيادة عدد "الكوازارات" المعروفة، يمكن للباحثين دراسة خصائص الكوازارات باعتبارها مجموعةً واحدةً بدلًا من التركيز على كائنات فردية، ما يعني أنه يمكننا استكشاف دور الكوازارات خلال فترة إعادة تأيُّن الكون، وهي الفترة التي تم فيها تأيين غاز الهيدروجين المحايد في الكون بواسطة الضوء القادم من أول النجوم؛ إذ يسعى الباحثون إلى معرفة متى بالضبط حدثت إعادة التأيين، وكم طالت هذه الفترة، وأي الكواكب المجرية أو الكائنات الكونية أسهمت بأكبر قدر من الفوتونات المؤينة في هذا السياق.

درس الباحثون عينةً تضم 35 من الكوازارات من أجل تحديد وظيفة سطوع الكوازارات، والتي تصف عدد الكوازارات الموجودة في سطوع معين؛ إذ استخدموا سطوع الكوازارات التي قاموا بقياسها لتحديد عدد الفوتونات المؤينة التي أسهمت بها الكوازارات خلال إعادة تأيُّن الكون، ووجدوا أنه "على الرغم من أن الكوازارات مشرقة، إلا أنها أسهمت بأقل من 1% من الفوتونات اللازمة لتحقيق معدل إعادة التأيُّن في ذلك الوقت".

نتيجة مدهشة

أجرى العلماء أرصادهم عن طريق تلسكوب سوبارو الموجود أعلى جبل "مونا كيا" بولاية هاواي الأمريكية، واكتشفوا 162 من "النجوم الزائفة" عاشت جميعها في الفترة المبكرة لتاريخ الكون، وأن 22 نجمًا من تلك النجوم الزائفة نشأت بعد 800 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.

يقول مايكل شتراوس -الأستاذ بقسم الفيزياء في جامعة برينستون، والمشارك في الدراسة- في تصريحات لـ"نيتشر ميدل إيست": تُعد هذه النتيجة مدهشةً حقًّا؛ إذ لم يرصد العلماء من قبل وجود نجوم زائفة في هذه الحقبة المبكرة جدًّا من تاريخ الكون.

يضيف "شتراوس": هناك احتمال لتفسير هذه الظاهرة، وهو أن النجوم الأولى فائقة الضخامة أو السحب الغازية العملاقة الأولى انهارت على نفسها بشكل أبكر من تصورات العلماء لتكوين ثقوب سوداء عادية تحولت مع الزمن إلى ثقوب سوداء عملاقة عبر تراكُم المادة الساقطة فيها، لكن ذلك يتطلب أن تنمو الثقوب السوداء على نحوٍ أسرع مما تسمح به النماذج الفيزيائية الحالية التي تصف نمو الثقوب السوداء عمومًا، والعملاقة بشكل خاص.

الدالة الضيائية

يقول "شتراوس": بناءً على تلك الأرصاد، فحصنا ما يسمى "الدالة الضيائية"؛ إذ تشير الضيائية إلى إجمالي كمية الطاقة المنبعثة من مصدر فلكي في الثانية، أما الدالة فتحدد عدد المجرات لقدر معطى من القوة الضوئية.

وتؤثر "الدالة الضيائية" في فهم العلماء لما حدث بعد إحدى أهم الحقب في تاريخ الكون، وهي الحقبة الكونية المظلمة التي امتدت من 400 مليون سنة إلى حوالي مليار سنة بعد الانفجار العظيم، ولم يكن الكون خلالها مشعًّا بأي شكل، بل كان مظلمًا بصورةٍ أو بأخرى، ثم بعد ذلك نشأت أولى النجوم والمجرات، وعملت الفوتونات الصادرة منها على تأيين ذرات الهيدروجين الكوني مرةً أخرى، طالما اعتقد فريق من العلماء أنه كان للكوازارات دورٌ كبيرٌ في هذه العملية.

لكن الباحثين أثبتوا في دراستهم أن هذا غير ممكن؛ إذ وجدوا بعد قياس "الدالة الضيائية" أن الكوازارت تبعث أقل من 1% من الفوتونات اللازمة لتأيين الذرات في سحب الهيدروجين المنتشرة في الكون في تلك الفترة، وأن الكوازارات لم تكن العامل الرئيس في عملية تأيين الهيدروجين في تلك الفترة من تاريخ الكون، ما يرجح وجود أسباب أخرى لم تُفهم بعدُ فهمًا كاملًا.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.