كشف دوردست‌ترين اختروش در فاصله ۱۳ ميليارد سال نوري
كهكشاني در فاصله‌ي ميلياردها سال نوري، دوردست‌ترين جرم فضايي از نوع خود است كه بشر تاكنون كشف كرده. كشف اين كهكشان مي‌تواند مدل‌هاي شكل‌گيري سياه‌چاله‌ها و كهكشان‌ها را به چالش بگيرد و انديشه متخصصينات جديدي درباره‌ي آغاز جهان ارائه كند. اين كهكشان داراي يك كوازار است.
نام اختروش يا كوازار جديد، J0313-1806 است كه ۱۳ ميليارد سال نوري از زمين فاصله دارد. سياه‌چاله‌ي بزرگي در مركز اين كوازار قرار دارد و ستاره‌هاي آن با سرعتي بالا، درست ۶۷۰ ميليون سال پس از بيگ‌بنگ متولد شدند. تيمي از پژوهشگرها به سرپرستي دانشگاه آريزونا به شواهدي از يك باد كوازاري جديد با سرعت ۲۰ درصد سرعت نور رسيدند كه از سياه‌چاله‌ي غول‌آساي مركز J0313-1806 سرچشمه مي‌گيرد. به گفته‌ي فيج وانگ از رصدخانه‌ي استوارد آريزونا:
باد كوازاري يكي از اولين شواهد است كه تأثير سياه‌چاله‌ي غول‌آساي مركز كهكشان بر كل كهكشان را نشان مي‌دهد. براساس شواهدي كه از كهكشان‌هاي نزديك‌تر به دست آمدند از وجود اين رويداد آگاهيم؛ اما هيچ وقت در آغاز جهان شاهد آن نبوديم.
كوازار يا «منبع راديويي شبه ستاره»، يكي از خروجي‌هاي درخشان هسته‌ي كهكشاني فعال است؛ به‌طوري‌كه سياه‌چاله‌ي غول‌آساي مركز كهكشان، مواد را با سرعت بالايي جذب و شعله‌هايي درخشان منتشر مي‌كند.
هسته‌ي J0313-1806 مواد را با سرعت ۲۵ جرم خورشيدي در سال جذب مي‌كند؛ اما به قدري دور است كه حتي تركيبي از قدرتمند‌ترين تلسكوپ‌ها آن را به شكل نقطه‌اي مادون قرمز رصد كردند. دانشمندان از آرايه‌ي زيرميليمتري عظيم آتاكاما (ALMA) در شيلي براي مطالعه جزئيات اين كهكشان استفاده كردند. براساس رصدها، J0313-1806 دوردست‌ترين كوازاري است كه تاكنون كشف شده و ركورد كوازار قبلي (J1342+0928) را با اختلاف ۲۰ ميليون سال مي‌شكند.
J1342+928 در بازه‌ي زماني ۶۹۰ ميليون سال پس از بيگ‌بنگ شناسايي شد و جرم سياه‌چاله‌ي غول‌آساي آن به ۸۰۰ ميليون جرم خورشيدي مي‌رسد؛ اما كوازار جديد J0313-1806 اين ركورد را شكسته و جرم سياه‌چاله‌ي مركزي آن تقريبا ۱٫۶ ميليارد جرم خورشيدي است.
جرم كوازار J0313-1806 نسبت به فاصله‌ي زماني از بيگ‌بنگ بسياري زياد است و با برخي مدل‌هاي فعلي سازگار نيست. براساس يكي از مدل‌هاي جهان، سياه‌چاله‌هاي غول‌آساي آغازين كوچك بودند و سپس با جذب مواد رشد كردند. براساس مدلي ديگر، سياه‌چاله‌هاي مركزي از طريق فروپاشي مستقيم خوشه‌هاي متراكم ستاره‌اي تشكيل شدند. اين مدل‌ها براي كوازارهاي ديگري مثل J1342+928 صدق مي‌كنند.
حتي اگر سياه‌چاله‌ي غول‌آساي J0313-1806، صد ميليون سال پس از بيگ‌بنگ تشكيل و براساس مدل‌هاي موجود رشد كرده باشد، حداقل جرم اوليه‌ي آن بايد معادل ۱۰ هزار جرم خورشيدي باشد. اينجا است كه گزينه‌ي سومي مطرح مي‌شود:
براساس مدل جديد، بذر سياه‌چاله بايد با مكانيزمي متفاوت شكل گرفته باشد. در اين سناريو بخش زيادي از گاز هيدروژن سرد به‌طور مستقيم به بذر سياه‌چاله تبديل شده است.
دلايل ديگري هم براي عجيب بودن J0313-1806 وجود دارد. يكي آن‌ها، سرعت تشكيل ستاره معادل ۲۰۰ جرم خورشيدي در سال است. با اين سرعت J0313-1806 در گروه كهكشان‌هاي انفجاري قرار مي‌گيرد. شكل‌گيري ستاره‌ها يكي از مراحل متمركز حيات كهكشان است؛ در چنين سرعت‌هاي بالايي، شكل‌گيري ستاره‌ها به زمان بستگي دارد.
از طرفي باد كوازاري يا جريان‌هاي پلاسماي جديد قرص برافزايشي اطراف سياه‌چاله كمكي به حل مسئله نمي‌كند. اين باد گاز سرد ستاره‌اي را از كهكشان دور مي‌كند كه در نهايت باعث خاموشي روند شكل‌گيري ستاره مي‌شود. به گفته‌ي فن:
معتقديم سياه‌چاله‌هاي غول‌آسا يكي از دلايل توقف شكل‌گيري ستاره‌ها در بسياري از كهكشان‌هاي بزرگ هستند. اين فرايند خاموشي را قبلا مشاهده كرديم اما هنوز دقيقا نمي‌دانيم اين فرايند چه زماني از تاريخ جهان آغاز شد. اين كوازار يكي از اولين شواهد خاموشي ستاره‌ها در آغاز جهان است.
در نهايت هيچ چيز در اطراف سياه‌چاله‌ي غول آسا باقي نمي‌ماند و شعله‌ي درخشان آن خاموش مي‌شود. ازآنجاكه نور J0313-1806 پس از ۱۳ ميليارد سال به ما رسيده است؛ كهكشان كنوني احتمالا ظاهر بسياري متفاوتي با رصدها خواهد داشت. كوازار J0313-1806 و اجرام مشابه آن، مجموعه‌اي روبه‌رشد هستند كه به ستاره‌شناسان در حل پازل شكل‌گيري جهان كمك مي‌كنند. با افزايش حساسيت ابزارها، درك ما از آغاز جهان بهبود خواهد يافت. به گفته‌ي وانگ:
رصدهاي آينده مي‌توانند تصوير دقيق‌تري از كوازارها ارائه كنند و ساختار جريان خارجي و چگونگي توسعه‌ي بادهاي كوازاري در كهكشان را توصيف كنند؛ همچنين ايده‌ي بهتري از مراحل تكامل كهكشان خواهند داد.
اين پژوهش كه در نشست ۲۳۷ انجمن نجوم آمريكا ارائه شد، مورد تأييد مجله‌ي Astrophysical Journal Letters قرار گرفت و به‌صورت الكترونيك در arXiv در دسترس است.
هم انديشي ها