“النقاط” الكونية الغامضة تحير علماء الفلك ما هم؟

عندما تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) نظرت إلى الوراء في الوقت المناسب لمراقبة اللحظات الأولى للكونلقد قدمت لعلماء الفلك شيئًا غريبًا للغاية: مئات من “النقاط الحمراء الصغيرة” التي منمشت الكون القديم لسبب غير مفهوم.

سُميت البقع بهذا الاسم نظرًا لحجمها الصغير في صور تلسكوب جيمس ويب الفضائي وانبعاثها لأطوال موجية طويلة “حمراء” من الضوء، وقد حيرت علماء الفلك في البداية. لقد بدت مكثفة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها مجرات، ومع ذلك لم تبعث النوع المناسب من الضوء الثقوب السوداء. وسرعان ما أطلق الباحثون على النقاط، التي اكتشفها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لأول مرة في عام 2022، اسم “قواطع الكون”، لأنها تتناقض مع التفكير القياسي حول ميزات الكون المبكر.

خلال الأشهر القليلة الماضية، بدأ الباحثون في الاستقرار على هوية هذه النقاط، وهي نقطة نادرًا ما تظهر في علم الفلك: نوع جديد تمامًا من الأجرام السماوية. تقول آنا دي جراف، عالمة الفلك في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في هايدلبرج بألمانيا: “من النادر جدًا أن تعمل على ظاهرة فيزيائية جديدة مثل هذه”. “إنه لأمر مخز تقريبًا أننا بدأنا في اكتشافهم.”

هل يستطيع تلسكوب جيمس ويب الفضائي حل اللغز الكبير في علم الكونيات؟ يناقش الفيزيائيون بيانات توسع الكون

يعتقد العديد من العلماء الآن أن النقاط الحمراء الصغيرة (LRDs) هي هجين بين ثقب أسود ونجم: ثقب أسود نشط ملفوف في شرنقة من الغاز الكثيف الساخن – يشبه إلى حد كبير الغلاف الجوي للنجم – الذي يتوهج عندما يقوم الثقب الأسود بتسخينه. وعلى النقيض من ذلك، لا يلمع الثقب الأسود التقليدي بنفس الطريقة.

حتى عندما يقرر علماء الفلك نظرية رائدة حول طبيعة هذه النقاط الغامضة، والتي تسمى غالبًا الياقوت، فإنهم يواجهون المزيد من الأسئلة: هل كانت LRDs موجودة فقط في أقدم الكون، أم أنها موجودة أيضًا في مناطق أكثر حداثة من الكون؟ وكيف تتطور مع مرور الوقت؟ وكيف تتشكل في المقام الأول؟

بعد ثلاث سنوات فقط من الملاحظات الأولى التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لهذه النقاط، تم نشر حوالي 200 مخطوطة تبحث في LRDs على خادم الطباعة المسبق arXiv (بعض هذه المخطوطات لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء). هنا، طبيعة يجمع هذا الكتاب عددًا قليلًا من النقاط اللامعة من الأبحاث – التي تم وصفها جميعها في الأشهر الثلاثة الماضية – والتي تسلط الضوء على هذه الفئة الجديدة المثيرة من الأشياء.

روبي ملحوظ

ربما يكون الجسم LRD الأكثر أهمية هو جسم يسمى “الجرف”، وهو ما يمثل أقوى حالة حتى الآن لنموذج النجم ذو الثقب الأسود. حصل هذا الجسم على اسمه بسبب الانكسار الحاد في طيف الضوء الذي ينبعث منه: في رسم بياني يوضح الأطوال الموجية للضوء التي يشعها الجسم عند نقطة زمنية معينة، تكون انبعاثاته صفرًا تقريبًا بالنسبة للضوء فوق البنفسجي الموجود خارج الطيف المرئي مباشرةً، ولكنها ترتفع فجأة عند الأطوال الموجية الأقل نشاطًا من الضوء.

يعد الثقب الأسود العملاق أحد أقدم الثقوب السوداء التي شوهدت على الإطلاق، مع وجود أدلة حول كيفية تشكل هذه الأجسام الغريبة

يقول دي غراف، وهو مؤلف مشارك في ورقة بحثية: “إن التحول الحاد ليس شيئًا يمكن أن تحدثه المجرات العادية”.¹ وصف النتائج التي تم نشرها الشهر الماضي في علم الفلك والفيزياء الفلكية. “والثقوب السوداء في الكون القريب أيضًا لا تبدو هكذا. لذلك كان هذا أول جسم يمكنه استبعاد مجموعة كبيرة من النماذج.” وبناءً على ذلك، يشير مؤلفو الورقة إلى الجرف على أنه “ياقوتة رائعة”.

يشير تحليل طفرات الضوء إلى أن الجسم يجب أن يكون نشيطًا للغاية – مثل الثقب الأسود – ولكن يجب أيضًا أن يكون مُغطى بغاز دافئ وكثيف يشبه الغلاف الجوي للنجم. يتطابق تفسير الفريق للجسم بشكل جيد مع النموذج الموصوف² في وقت سابق من هذا العام، كان هناك ثقب أسود مغلف بالغاز، وهكذا ولد نجم الثقب الأسود.

حزمة المجرة

بالإضافة إلى ترسيخ ماهية LRDs، فإن علماء الفلك لديهم فضول لمعرفة كيفية تطورها. ويعتقد البعض أن مثل هذه الياقوت يمكن أن تصبح مراكز المجرات.

كما أفادوا في علم الفلك الطبيعة³ في الشهر الماضي، بدأ فريق من الباحثين في التركيز على إجابة محتملة. كان LRD الذي ظهر في ورقتهم محاطًا بثماني مجرات قريبة ومدمجًا في فقاعة كبيرة بشكل خاص من المادة المظلمة، وهو الكيان غير المرئي الذي يربط مجموعات من المجرات معًا، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة جان تورج شيندلر، عالم الفلك في جامعة هامبورغ في ألمانيا. عادة ما تستضيف مثل هذه الهالة الكبيرة من المادة المظلمة الكوازارات، نوى شديدة السطوع في مراكز بعض المجرات.