کشف اسرار دورترین کهکشان شناخته شده
تلسکوپ فضایی جیمز وب از اسرار یکی از دورترین کهکشان‌های شناخته شده پرده برداشته که قدیمی‌ترین و دوردست‌ترین سیاه‌چاله جهان را در خود جای داده است.
دو گروه پژوهشی پس از بررسی عمیق فضا و زمان با استفاده از «تلسکوپ فضایی جیمز وب»، کهکشان فوق‌العاده درخشان «GN-z11» را مطالعه کردند. این کهکشان زمانی به وجود آمد که جهان ۱۳.۸ میلیارد ساله ما تنها حدود ۴۳۰ میلیون سال داشت.
به نقل از ناسا، این کهکشان که ابتدا با «تلسکوپ فضایی هابل» ناسا شناسایی شد، یکی از جوان‌ترین و دورترین کهکشان‌های مشاهده شده به شمار می‌رود و آن قدر درخشان است که دانشمندان را به چالش می‌کشد تا دلیل آن را درک کنند. اکنون GN-z11 از برخی اسرار خود پرده برداشته است.
یک سیاه‌چاله قوی در دورترین فاصله
گروه پژوهشی که GN-z11 را با جیمز وب بررسی کردند، اولین شواهد واضح را یافتند که نشان می‌دهند این کهکشان میزبان یک سیاه‌چاله مرکزی و کلان‌جرم است که مواد اطراف را به سرعت جمع‌آوری می‌کند. یافته‌های پژوهش پیشین آنها نشان دادند این دورترین سیاه‌چاله کلان‌جرم فعال به شمار می‌رود که تا به امروز مشاهده شده است.
«روبرتو مایولینو»(Roberto Maiolino) پژوهشگر «آزمایشگاه کاوندیش»(Cavendish Laboratory) و «مؤسسه کیهان‌شناسی کاولی»(KICC) در «دانشگاه کمبریج»(University of Cambridge) گفت: ما گاز بسیار متراکمی را یافتیم که در مجاورت سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم در حال افزایش یافتن است. این اولین نشانه واضح به شمار می‌رود که نشان می‌دهد GN-z11 میزبان سیاه‌چاله در حال بلعیدن مواد است.
همچنین این گروه پژوهشی با استفاده از جیمز وب، نشانه‌هایی را از عناصر شیمیایی یونیزه‌شده پیدا کردند که معمولا برافزایش را در نزدیکی سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم پشت سر می‌گذارند. علاوه بر این، آنها یک باد بسیار قوی را کشف کردند که توسط کهکشان بیرون رانده شده است. چنین بادهای سریعی معمولا توسط فرآیندهای مرتبط با سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم ایجاد می‌شوند.
«هانا اوبلر»(Hannah Übler) پژوهشگر آزمایشگاه کاوندیش و مؤسسه کیهان‌شناسی کاولی گفت: «دوربین فروسرخ نزدیک»(NIRCam) جیمز وب، یک مولفه گسترده را به دنبال کهکشان میزبان نشان داد و یک منبع مرکزی و فشرده را نیز به نمایش گذاشت که رنگ آن با رنگ‌های یک قرص برافزایشی اطراف سیاه‌چاله مطابقت دارد.
این شواهد نشان می‌دهند که GN-z11 میزبان یک سیاه‌چاله با جرم دو میلیون خورشید و یک سیاه‌چاله کلان‌جرم در فاز بسیار فعال مصرف ماده است و به همین دلیل، درخشش قابل توجهی دارد.
توده گاز بکر در کهکشان GN-z11
گروه پژوهشی دوم که آن هم توسط مایولینو سرپرستی می‌شود، از «طیف‌نگار فروسرخ نزدیک»(NIRSpec) جیمز وب برای یافتن یک توده گاز هلیوم در هاله اطراف GN-z11 استفاده کردند.
مایولینو گفت: این واقعیت که ما چیزی را فراتر از هلیوم نمی‌بینیم، نشان می‌دهد این توده باید نسبتا بکر باشد. نظریه‌ها و شبیه‌سازی‌ها درباره این کهکشان‌های بزرگ نشان می‌دهند که احتمالا حباب‌هایی از گاز بکر در هاله باقی می‌مانند، فرومی‌ریزند و خوشه‌های ستاره‌ای «جمعیت ۳»(Population III) را ایجاد می‌کنند.
یافتن ستاره‌های جمعیت ۳ که پیشتر هرگز دیده نشده بودند، یکی از مهم‌ترین اهداف اخترفیزیک مدرن است. ستاره‌های جمعیت ۳، اولین نسل از ستاره‌ها هستند که تقریبا به طور کامل از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند و پیش‌بینی می‌شود که بسیار پرجرم، درخشان و داغ باشند. نشانه مورد انتظار این ستاره‌ها، وجود هلیوم یونیزه‌شده و عدم وجود عناصر شیمیایی سنگین‌تر از هلیوم است.
شکل‌گیری اولین ستاره‌ها و کهکشان‌ها نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در تاریخ کیهانی است که طی آن، جهان از حالتی تاریک و نسبتا ساده به محیط بسیار ساختارمند و پیچیده امروز تکامل یافت.
مایولینو، اوبلر و گروهشان در مشاهدات آتی جیمز وب، GN-z11 را در عمق بیشتری کاوش خواهند کرد و امیدوارند که نظریه‌های قوی‌تری را درباره ستاره‌های در حال شکل‌گیری جمعیت ۳ ارائه دهند.
