اكتشف علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤسسات أخرى تمايل الكوازار منذ فجر الكون، أي بعد 850 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها رصد نجم زائف وامض قديم جدًا، مما يسمح لنا برسم خريطة لبنية قرص الغاز والغبار حول ثقب أسود بدائي فائق الكتلة.
يضيء الجسم، المعروف باسم J0439+1634، بكثافة تعادل 12 تريليون شمس ويعرض اختلافات تصل إلى 20% في سطوعه، أي ما يعادل 2 تريليون شمس. أظهر تحليل التلألؤ أن القرص التراكمي رقيق ومسطح بشكل مدهش، ويشبه ذلك الموجود في الكوازارات الأحدث والقريبة.
الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر
تحتوي كل مجرة على ثقب أسود هائل في مركزها. عندما تكون نشطة، فإنها تجذب الغازات والغبار ذي درجة الحرارة العالية، وتشكل قرصًا متراكمًا يطلق طاقة هائلة، مما يحجب ضوء المجرة المحيطة. الكوازارات هي أبرز الأمثلة على هذه العملية.
وافترض العلماء أن الثقوب السوداء بهذا الحجم ستستغرق أكثر من مليار سنة لتتشكل وتستقر. ومع ذلك، فقد حددت عمليات الرصد منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أكثر من 200 ثقب أسود فائق الكتلة في المليار سنة الأولى من عمر الكون، وكان العديد منها في مرحلة الكوازار النشطة.
تم التقاط التذبذب الأول عند الفجر الكوني
حتى الآن، ظهرت النجوم الزائفة البدائية فقط كنقاط ضوئية بعيدة. وبدون التقاط الاختلافات، كان من الصعب فهم البنية الداخلية والبيئة المحيطة بالثقوب السوداء.
وتغلب الفريق بقيادة جين ليونج، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كافلي، وآنا كريستينا إيلرز، الأستاذة المساعدة في الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، على التحدي التقني المتمثل في مراقبة الكون البعيد. يتمدد الضوء المنبعث من هذه الأجسام بسبب التوسع الكوني، مما يتطلب جمع بيانات الأشعة تحت الحمراء على مدى فترات طويلة.
واستخدموا معلومات مُعاد معالجتها من مهمة NEOWISE التابعة لناسا، والتي قامت بمسح السماء لمدة 14 عامًا تقريبًا. تم التأكد من أن الإشارة الوامضة العشوائية، المشابهة لهب الشمعة، هي أقدم كوازار وامض مسجل.
القرص المسطح يتحدى توقعات عدم الاستقرار الأولي
يشير الشكل المسطح للقرص التراكمي إلى أن الثقب الأسود كان بالفعل في حالة ناضجة نسبيًا، حتى في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون. وهذا يتناقض مع فكرة أن الأنظمة البدائية كانت أكثر فوضوية وتضخما.
وأوضح إيلرز: “يشير هذا الاكتشاف إلى أن مراحل النمو السريع والفوضوي تحدث في وقت مبكر جدًا، قبل أن نرى النجوم الزائفة في أقصى سطوع لها”. وأضاف ليونج أنه لا بد أن شيئًا ما قد حدث قبل ذلك حتى تبدو هذه الأنظمة ناضجة جدًا.
وقد أتاح التحليل على أطوال موجية مختلفة رسم خريطة لدرجة الحرارة وبنية المادة الموجودة في القرص، مما يؤكد عمليات التغذية المشابهة لتلك التي لوحظت في الكوازارات الحديثة.
ما يكشفه هذا الاكتشاف عن تكوين المجرات
تعمل الثقوب السوداء الهائلة كمحركات مركزية للمجرات، حيث تنظم عملية تكوين النجوم والنمو الهيكلي. وبدونها، لن تبدو المجرات كما هي.
ويمهد هذا الاكتشاف الطريق لإجراء دراسات أعمق في الظروف التي سمحت لهؤلاء العمالقة بالظهور بسرعة. يخطط الفريق للنظر إلى الوراء في الوقت المناسب لالتقاط المراحل المبكرة من تطور الكوازار.
