אסטרונומים איתרו באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב את החור השחור העל־מסיבי המאומת הקדום ביותר, שנמצא בגלקסיה נדירה מסוג "נקודה אדומה קטנה" ונוצר כ־500 מיליון שנה בלבד אחרי המפץ הגדול
צוות אסטרונומים גלובלי אימת את הגילוי של החור השחור הכי רחוק שנצפה אי פעם. החור השחור נמצא בגלקסיה ששמה CAPERS-LRD-z9, שהייתה כבר קיימת 500 מיליון שנים בלבד אחרי המפץ הגדול.
במילים אחרות, האור שאנו רואים ממנה נע 13.3 מיליארד שנים, ומגלה את העולם כשגילו היה רק 3% מגילו הנוכחי. הממצא הלא רגיל הזה מעניק למדענים הזדמנות ללא תקדים לחקור איך מבנים קוסמיים נוצרו והתפתחו באחד השלבים הכי מוקדמים והכי פחות מובנים של היקום.
"כשמחפשים חורים שחורים, זה הכי רחוק שאפשר ללכת אחורה באופן מעשי. אנחנו באמת מותחים את הגבולות של מה שהטכנולוגיה העכשווית יכולה לגלות", אמר אנתוני טיילור, בכיר בצוות שגילה את התגלית.
"אסטרונומים מצאו כמה מועמדים יותר רחוקים", הוסיף סטיבן פינקלסטין, ממחברי המאמר, "אבל הם עדיין לא מצאו את החתימה הספקטרוסקופית הייחודית שקשורה לחור שחור".
גילוי החתימה של חור שחור
באמצעות ספקטרוסקופיה, אסטרונומים מפרידים אור לאורכי הגל הרבים שלו כדי לחקור את המאפיינים של עצם. כדי לזהות חורים שחורים, הם מחפשים עדות לגז שנע מהר. כשהוא מקיף חור שחור ונופל לתוכו, האור מגז שמתרחק מאיתנו נמתח לאורכי גל הרבה יותר אדומים, ואור מגז שמתקרב אלינו נדחס לאורכי גל הרבה יותר כחולים. "אין הרבה דברים אחרים שיוצרים את החתימה הזאת", הסביר טיילור. "ולגלקסיה הזאת יש אותה!"
הצוות השתמש בנתונים מתוכנית CAPERS של טלסקופ החלל ג'יימס ווב לחיפוש שלו. ווב ששוגר ב-2021 מספק את המבטים שמגיעים הכי רחוק שאפשר לתוך החלל, ו-CAPERS מספקת תצפיות של הקצה הכי רחוק.
"המטרה הראשונה של CAPERS היא לאמת ולחקור את הגלקסיות הכי מרוחקות", אמר מרק דיקנסון, ממחברי המאמר וראש צוות ה-CAPERS. "הספקטרוסקופיה של ווב היא המפתח לאמת את המרחקים שלהן ולהבין את התכונות הפיזיקליות שלהן".
CAPERS-LRD-z9, שבתחילה נראתה ככתם מעניין בתמונות של התוכנית, התבררה כחלק מסוג חדש של גלקסיות שנקרא "נקודות אדומות קטנות". הגלקסיות האלה, שנמצאות רק ב-1.5 מיליארד השנים הראשונות של הגלקסיה, מאוד קומפקטיות, אדומות ובאופן לא צפוי בהירות.
"הגילוי של הנקודות האדומות הקטנות היה הפתעה גדולה מנתונים מוקדמים של ווב, כי הן לא נראו דומות לגלקסיות שנראו באמצעות טלסקופ החלל האבל", הסביר פינקלסטין. "עכשיו אנו בתהליך של הבנת טיבן ואיך הן נוצרו".
CAPERS-LRD-z9 אולי תעזור לאסטרונומים בדיוק במשימה הזאת.
בהירות, צבע וחורים שחורים
למשל, הגלקסיה הזאת מוסיפה להוכחות המצטברות שחורים שחורים על-מסיביים הם המקור של הבהירות הבלתי צפויה בנקודות האדומות הקטנות. בדרך כלל הבהירות הזאת תציין שפע של כוכבים בגלקסיה. אבל הנקודות האדומות הקטנות קיימות בזמן שבו מסה כל כך גדולה של כוכבים בלתי סבירה.
מצד שני, גם חורים שחורים זוהרים בבהירות. זאת משום שהם דוחסים ומחממים את החומרים שהם מכלים, ויוצרים המון אור ואנרגיה. האסטרונומים אימתו את קיומו של חור שחור ב-CAPERS-LRD-z9, ובכך מצאו דוגמה מרשימה לקשר הזה בנקודות האדומות הקטנות.
הגלקסיה החדשה שנמצאה אולי תעזור להסביר מה גורם לצבע אדום הייחודי בנקודות האדומות הקטנות. הסיבה יכולה להיות ענן עבה של גז המקיף את החור השחור, ומסיט את האור שלו לאורכי גל אדומים יותר כשהוא עובר דרכו. "ראינו את העננים האלה בגלקסיות אחרות", הסביר טיילור. "כשאנו משווים את העצם הזה למקורות האחרים האלה, הם דומים כשתי טיפות מים".
הגלקסיה הזאת בולטת גם בגודל העצום של החור השחור שלה. המסה שלו, שמוערכת בעד פי 300 מיליון ממסת השמש, משתווה למחצית מהמסה של כל הכוכבים בגלקסיה שלו. גם בין חורים שחורים על-מסיביים, זה גדול במיוחד.
מציאת חור שחור כל כך מסיבי ביקום המוקדם היא הזדמנות חשובה לחקור איך עצמים אלה התפתחו. ביקום המאוחר יותר יהיו לחור שחור הזדמנויות מגוונות לגדול בימי חייו, אבל לא בכמה מאות מיליוני השנים הראשונות. "זה מצטרף להוכחות המצטברות שהחורים השחורים המוקדמים גדלו הרבה יותר מהר ממה שחשבנו שאפשרי, אמר פינקלסטין. "או שהם התחילו הרבה יותר מסיביים ממה שחוזים המודלים שלנו".
עוד בנושא באתר הידען:
