يحدد تلسكوب ويب الغموض الكوني في النقاط الحمراء للكون المبكر

منذ أن بدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا عملياته قبل أربع سنوات، ظهرت مئات النقاط الحمراء الصغيرة الساطعة بشكل متكرر في الصور الملتقطة من الفضاء السحيق. لا يزال علماء الفلك غير قادرين على تفسير طبيعتها بشكل كامل، على الرغم من العديد من المشاريع البحثية المخصصة لهذه الظاهرة. المصطلح العلمي لهذه الأجسام هو “مشعاع انبعاث Hα العريض”، لكن المجتمع العلمي شاع الاسم الأبسط: “النقطة الحمراء الصغيرة” (LRD).

ولّد هذا الاكتشاف نشاطًا مكثفًا في المجتمع الفلكي. وتم تسجيل حوالي ألف من هذه الأجرام السماوية الغامضة، تتركز بشكل رئيسي في الكون المبكر، خلال المليار سنة الأولى بعد ولادة الكون، قبل 13.8 مليار سنة. إن وفرة هذه الأجسام في العصور القديمة للكون، بالإضافة إلى ندرتها النسبية في الكون المجاور، تزيد من حيرة الباحثين.

نظريات متنازع عليها حول هوية الأشياء

في البداية، اقترح العلماء أن LRDs كانت عبارة عن مجرات ضخمة من الكون المبكر أو ثقوب سوداء مغطاة بالغبار. ومع ذلك، تم دحض هذه الفرضيات الأولى مع وصول بيانات الرصد الجديدة. وأدركت الباحثة جيني جرين، من جامعة برينستون، المتخصصة في الثقوب السوداء فائقة الكتلة وتطور المجرات، صعوبة فهم هذه الأجسام. وقال جرين: “ليس لدي أي فكرة على الإطلاق عن سبب ظهوره بهذه الطريقة. هذه هي المرة الأولى في مسيرتي التي أدرس فيها جسمًا سماويًا مثل هذا”.

تشير النظرية الأكثر قبولًا حاليًا إلى أن الثقوب السوداء تمر بمرحلة نمو متسارعة. وأوضح جرين وجهة نظره: “أعتقد أنه يجب أن يكون ضوءًا صادرًا من ثقب أسود متنامٍ، ولكن هناك نظريات أخرى غير عادية، مثل كونه نجمًا ضخمًا للغاية وصل إلى نهاية حياته”. ويظل احتمال وجود ثقوب سوداء فائقة الكتلة في مراحل تكوينها المبكرة هو التفسير الذي يناسب البيانات المرصودة حتى الآن.

وعلى الرغم من ذلك، فإن الإجماع لا يزال هشا. وحذر جرين من أن نتائج رصد جديدة قد تظهر في المستقبل وتقلب الفرضيات الحالية، مما يكرر النمط التاريخي للبحث عن LRDs. ووصف الباحث: “لقد قمنا بصياغة فرضية، وتبين أنها خاطئة، ثم تبين أن أخرى خاطئة مرة أخرى”.

لماذا تظهر الأشياء باللون الأحمر؟

ويرتبط اللون المحمر لهذه الأجرام السماوية البعيدة بظاهرتين مجتمعتين. الأول هو الانزياح نحو الأحمر، الناجم عن توسع الكون. عندما ينتقل الضوء من مناطق بعيدة في الكون إلى الأرض، يطول طول موجته، ويتحول إلى طيف الأشعة تحت الحمراء ويجعل الأجسام مرئية بألوان حمراء.

ومع ذلك، فمن المعروف الآن أن LRDs لها لون أحمر جوهري، وليس مجرد لون ظاهري. أشارت الأبحاث المنشورة في عام 2024 في البداية إلى أن الاحمرار كان بسبب جزيئات الغبار المحيطة بالأشياء. قدم جوريتو ماتي، قائد فريق الباحثين في المعهد النمساوي للعلوم والتكنولوجيا والذي صاغ مصطلح “النقطة الحمراء الصغيرة”، مراجعة لهذا الفهم: “لمدة عام أو عامين على الأقل بعد ذلك، ربما كان هذا هو الفهم الشائع. ولكن الآن تم تعديله قليلاً. مازلنا نراها كثقوب سوداء متنامية، لكننا نعتقد أن الاحمرار يرجع إلى غاز الهيدروجين وليس الغبار”.

دور تلسكوب ويب في الاكتشاف

وتعود قدرة تلسكوب ويب على اكتشاف هذه الأجسام إلى تقنيته المتفوقة مقارنة بالمراصد السابقة. يمكن للمرآة الأساسية التي يبلغ قطرها 6.5 متر التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء الضعيف للغاية، وهو أمر لا تتمتع التلسكوبات مثل هابل، على الرغم من تاريخها الطويل من الاكتشافات، بدقة أو حساسية كافية لتحقيقه.

تقنية المراقبة المستخدمة تسمى “الإشارة”. وتتكون من توجيه التلسكوب إلى منطقة معينة من الفضاء السحيق والحفاظ على تجميع الضوء لفترة طويلة، مما يسمح له باكتشاف مصادر الضوء الضعيفة للغاية. وصفت جيني جرين تواتر هذه الاكتشافات: “كلما قمنا بعمليات رصد في الفضاء السحيق باستخدام تلسكوب ويب، وجدنا العديد منها”. يشير هذا النمط الثابت إلى أن LRDs هي أجسام كونية شائعة من العصور القديمة في الكون.

“الحلقات المفقودة” في تاريخ الثقوب السوداء

تكمن الأهمية الكونية المحتملة لـ LRDs في قدرتها على تسليط الضوء على كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة. تحتوي معظم المجرات الكبيرة، بما في ذلك مجرة ​​درب التبانة، على ثقب أسود هائل في مركزها. يبقى أصل هذه الأجسام من بين الألغاز العظيمة في الفيزياء الفلكية.

اقترح ماتي تفسيرًا يربط LRDs بالمراحل الأولى من هذه القصة: “قد يكون LRD “حلقة مفقودة” تسد فجوة. تظل كيفية تشكل هذا الثقب الأسود لغزًا، لكن LRD يمثل ولادة الثقب الأسود أو بدايته، وربما نراه للمرة الأولى.” تعتبر دراسة الأجسام الكونية القريبة من الأرض بالتفصيل أسهل بكثير من تلك الموجودة في الكون البعيد.

الآفاق المستقبلية للبحث

حتى الآن، تم اكتشاف ثلاثة LRDs فقط في الكون الصغير القريب، وهي نسبة تكشف ندرتها الشديدة في العصور الكونية الأخيرة. ووفقا لماتي، فإن هذه الأجسام القريبة أندر بنحو 100 ألف مرة من نظيراتها الموجودة في الكون المبكر. وعلى الرغم من هذه الندرة، فإن الاكتشافات الحديثة تشير إلى أنها ليست غائبة تماما عن جوارنا الكوني.

إذا كشفت الملاحظات المستقبلية عن المزيد من LRDs في المناطق الأقرب إلى الأرض، فسيحصل المجتمع العلمي على فرص مهمة لإجراء تحليل مفصل. يمكن لمثل هذه الاكتشافات أن تؤكد أو تدحض النظريات الحالية وتفتح آفاقًا جديدة لفهم التاريخ التطوري للثقوب السوداء فائقة الكتلة. وسيظل تلسكوب ويب أداة مركزية في هذا البحث، حيث يعمل بقدرات غير مسبوقة للتحقيق في أسرار الكون المبكر.

فهم الكون لا يزال يتطور. وكما أشار جرين، من المرجح أن تستمر دورة الفرضيات والتفنيد والفرضيات الجديدة مع جمع المزيد من البيانات، مما يؤدي إلى تعميق المعرفة الإنسانية بشكل تدريجي حول الطبيعة الأساسية للكون.