اكتشف تلسكوب إقليدس الفضائي، وهو جزء من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، أبعد نجمين زائفين تم تحديدهما على الإطلاق. كانت هذه الأجسام نشطة عندما كان عمر الكون 670 مليون سنة فقط، وهو ما يمثل حوالي 5% من إجمالي وجوده.
على الرغم من أن المصطلح قد يبدو غير عادي، إلا أن الكوازار لا يمثل فئة متميزة من النجوم أو الكواكب. في الواقع، إنها مجرة تمر بمرحلة معينة جدًا من تطورها. وفي قلب هذه المجرات يوجد ثقب أسود هائل، والذي يتوسع كتلته بمعدل متسارع عن طريق استهلاك كميات هائلة من الغاز والغبار.
إن اللمعان الذي لاحظه إقليدس لا ينشأ من الثقب الأسود نفسه، بل من هذه المواد الغازية. قبل امتصاصه، يدور الغاز حول الثقب الأسود بسرعة عالية جدًا، مما يؤدي إلى تكوين قرص تراكمي ذو درجات حرارة شديدة.
ويؤدي الاحتكاك الشديد إلى رفع درجة حرارة هذه المادة إلى ملايين الدرجات، مما يؤدي إلى انبعاث كمية هائلة من الطاقة. هذه المنطقة المحددة، وليس الثقب الأسود نفسه، هي المسؤولة عن الإشعاع المكثف الذي يميز الكوازار.
ما يكشفه السطوع الشديد لهذه الكوازارات عن تشكل الثقوب السوداء
وفي ظل ظروف معينة، يمكن لهذا المركز المضيء أن يفوق في سطوعه مئات أو حتى آلاف المرات ضوء جميع النجوم في المجرة مجتمعة. كان للكوازارين اللذين كشف عنهما إقليدس مؤخرًا كثافة كبيرة لدرجة أن كل منهما ولد كمية من الطاقة تعادل حوالي تريليون شمس.
إن الكشف المفصل في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، يتجاوز مجرد شدة الإضاءة لهذه الأجرام السماوية. لديه القدرة على تسليط الضوء على واحدة من أكثر الأسئلة إثارة للاهتمام في علم الفلك الحديث: التكوين السريع للثقوب السوداء فائقة الكتلة في مثل هذه المرحلة المبكرة من التاريخ الكوني.
حاليًا، يدرك المجتمع العلمي أن كل مجرة تقريبًا تحتوي على ثقب أسود هائل في منطقتها المركزية. فالذي في مجرة درب التبانة، على سبيل المثال، تصل كتلته إلى حوالي أربعة ملايين مرة أكبر من كتلة الشمس. وفي التكوينات المجرية الأخرى، يمكن أن تصل كتلة هذه الثقوب السوداء إلى مليارات المرات.
القضية المركزية هي أن هذه العمالقة لا تتشكل على الفور. ويحدث نموها تدريجيًا، من خلال تراكم الغازات والنجوم وحتى الثقوب السوداء الأخرى طوال فترة وجودها. ووفقا للنظريات الكونية الحالية، فإن عملية التوسع هذه سوف تتطلب فترة طويلة إلى حد كبير.
وفي هذه المرحلة بالضبط ينشأ اللغز. تظهر الكوازارات المكتشفة حديثا وجود ثقوب سوداء ذات أبعاد هائلة في فترة مبكرة للغاية من عمر الكون. وبعد 670 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير، كانت هذه الأجسام قد تراكمت لديها بالفعل كتلة كافية لدعم بعض الأجسام الأكثر سطوعًا في الكون. بالنسبة للعديد من علماء الفلك، فإن هذه الفترة الزمنية غير كافية لتبرير تطورها وفقًا للنماذج الحالية.
كيف تغلب تلسكوب إقليدس على التحديات لمراقبة الكون البعيد
إن اكتشاف هذه الكوازارات ليس بالمهمة السهلة. وتقع على مسافة أكثر من 13 مليار سنة ضوئية من كوكبنا، مما يعني أن ضوءها قد سافر لأكثر من 13 مليار سنة للوصول إلينا. ولهذا السبب فإننا عند دراستها نشير إلى هذه الكوازارات بصيغة الماضي، لأننا نلاحظ حالتها بعد وقت قصير من نشأة الكون.
وبالإضافة إلى المسافة الشاسعة، هناك عائق إضافي. على طول هذا المسار الممتد، يؤدي توسع الكون نفسه إلى “تمدد” الضوء المنبعث من الكوازارات. وبالتالي، بدلاً من أن يتم إدراكها في الغالب في النطاق المرئي، فإنها تتجلى في طيف الأشعة تحت الحمراء، الذي يتميز بطول موجي أطول وغير مرئي للرؤية البشرية.
ونتيجة لذلك، تواجه التلسكوبات التقليدية تحديات في الكشف عن هذه الأجسام. يظل جزء كبير منها غير قابل للاكتشاف بالنسبة للمعدات التي تركز حصريًا على التقاط الضوء المرئي.
لقد تم تصميم إقليدس خصيصًا للتغلب على هذا الحاجز. تم إطلاق المرصد في عام 2023، ويحتوي على أدوات قادرة على التقاط الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة. هذه الازدواجية الآلية تجعل من الممكن تحديد الأجسام الأكثر خفوتًا والأكثر بعدًا بكثير من تلك التي كشفت عنها المسوحات الأرضية واسعة النطاق.
إقليدس يضاعف عدد النجوم الزائفة القديمة المعروفة ويكشف عن فجر الكون
حتى وقت قريب، اقتصر عمل علماء الفلك على تحديد النجوم الزائفة الأعلى سطوعًا في الكون المبكر. ويشبه هذا السيناريو محاولة فهم الغابة من خلال مراقبة أكبر الأشجار حصرا، في حين ظلت الغالبية العظمى منها مخفية تقريبا.
وقال دامينغ يانغ، عالم الفلك في جامعة ليدن بهولندا والمسؤول الرئيسي عن الدراسة، في بيان رسمي: “يمثل إقليدس نقطة تحول حقيقية”.
البيانات التي تم الحصول عليها توضح بوضوح هذا البيان. وفي مجرد اثني عشر شهرًا من المراقبة، قام التلسكوب بفهرسة 31 نجمًا زائفًا كانت موجودة عندما كان عمر الكون أقل من 770 مليون سنة. قبل هذا البحث، كان المجتمع العلمي على علم بما يزيد قليلاً عن عشرة أشياء من نفس العصر.
وقال أنطونيو لا ماركا، الباحث في وكالة الفضاء الأوروبية وعضو فريق إقليدس، في بيان آخر: “هذا الاكتشاف الجديد يضاعف مخزون الكوازارات العتيقة للغاية التي حددناها”. وأضاف: “لقد أجرى فريق إقليدس، لأول مرة، إحصاءً حقيقيًا للكوازارات في فجر الكون. وهذا يمثل تقدمًا كبيرًا في الفهم الأساسي لهذه الأجسام الآسرة”.
ويتوقع العلماء المشاركون في البحث أن هذه مجرد بداية لاكتشافات جديدة.
تم تحديد موقع الكوازارات الـ 31 باستخدام ملاحظات التلسكوب خلال الثمانية عشر شهرًا الأولى فقط، وجزءًا صغيرًا من البيانات التي من المقرر أن يجمعها إقليدس خلال مهمته التي تستغرق ست سنوات. وفي نهاية هذه الفترة، سيكون المرصد قد رسم خريطة لأكثر من ثلث السماء. وتشير التوقعات إلى أنه سيتم اكتشاف مئات من النجوم الزائفة الأخرى القديمة بنفس القدر، وربما أجسام أقرب إلى الانفجار الكبير. وكل إعلان جديد سيساهم في إعادة بناء فصل من تاريخ الكون لم يُفهم إلا قليلاً حتى الآن.
