تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) دو سیاهچالهٔ اَبَرپرجرم را در فاصلهای حدود ۴٬۹۰۰ سال نوری از هم در یک کهکشانِ در حالِ ادغام شناسایی کرد. این سامانه که در زمانِ مشاهده زمانی ثبت شده که کیهان حدود ۱٫۳ میلیارد سال عمر داشت، با نامِ LID-1166 شناخته میشود و نمایی مستقیم از فرآیندهای رشد سریع سیاهچالهها در دورانهای بسیار ابتدایی ارائه میدهد.
ابزارها و رصدها
این منبع نخستینبار بهعنوان یک شیء پرتابکنندهٔ پرتو ایکس در بررسی COSMOS با رصدخانهٔ چاندرا شناسایی شد، اما در تصاویر عمیقِ هابل دیده نمیشد. برای تعیین منشأ این تابشها پژوهشگران از طیفنگار نزدیکفراسرخِ جیمز وب، NIRSpec، بهعلاوهٔ دادههای میلیمتری/زیرمیلیمتریِ ALMA بهره بردند. نتایج جهت انتشار در Nature Astronomy پذیرفته شدهاند.
شواهد فیزیکی
طیفهای ثبتشده توسط NIRSpec دو منبع فشرده و پرنور را با جداییِ تقریبیِ ۴٬۹۰۰ سال نوری نشان میدهند که هر دو خطوط طیفی گاز در حال گردش با سرعتهای بالا دارند؛ وضعیتی که مشخصهٔ هستههای فعالِ کهکشانی (AGN) و تغذیهٔ پیوستهٔ سیاهچالههاست. تیم پژوهشی برای حذف اثرات روشنایی پسزمینهٔ کهکشان میزبان چندین روش مدلسازی و تفکیک نور را آزمود و سیگنالِ مرتبط با جرمِ دوم بهطور مکرر باقی ماند. یک بازبین مستقل این تداوم را "شواهد معنادار" برای وجود هستهٔ فعالِ دوم توصیف کرده، هرچند تأکید شده پیگیریهای بیشتر برای رفع هر گونه ابهام ضروری است.
دادههای ALMA تجمعهای گازِ سردِ گستردهای را پیرامون هر یک از هستهها نشان میدهد؛ شواهدی که سازگاری با سناریوی دو کهکشانِ در حال ادغام و دو هستهٔ فعالِ مرکزی دارد و سناریوهایی مانند یک سیاهچالهٔ منزویِ پرتابشده را کمتر محتمل میسازد.
اهمیت کشف
- شناسایی فازی کلیدی: LID-1166 نخستین نمونهٔ تأییدشده از دو سیاهچالهٔ بسیار نزدیک در یکی از دورانهای ابتداییِ کیهان است و تصویری از مرحلهای ارائه میدهد که میتواند موجب تغذیهٔ متمرکز و رشد سریعِ سیاهچالهها شود.
- آزمون مکانیزمهای انتقال گاز: همزمانیِ دو هستهٔ فعال و منابع گازیِ مرتبط امکان بررسی مدلهای انتقال گاز به مراکز کهکشان و رشدِ نماییِ سیاهچالهها را فراهم میکند.
- ارتباط ادغام کهکشانها و رشد سیاهچالهها: اگر ادغامِ کهکشانها باعث نزدیکشدن دو سیاهچالهٔ مرکزی شود، این فرآیند میتواند توضیحی برای پیدایشِ اَبَرسیاهچالههای بسیار بزرگ در جوانیِ کیهان ارائه دهد.
سؤالات باز و برنامههای پیگیری
گروه پژوهشی و ناظران مستقل مجموعهای از رصدهای بعدی را پیشنهاد کردهاند: طیفنگاری با وضوحِ بالاتر، پایش مداومِ تابشِ ایکس، و بررسیِ دینامیکِ گاز در مقیاسهای کوچکتر تا جدایی و رفتار هر هسته با اطمینان بیشتری تعیین شود. این پیگیریها مشخص خواهند کرد که آیا مشاهدات واقعاً نشاندهندهٔ دو سیاهچالهٔ مستقلاند یا ترکیبی از یک منبعِ اصلی و تابشِ پسزمینه.
چشمانداز پژوهشی
ترکیبِ توانمندیهای چند رصدخانه، از جمله JWST و ALMA، امکانِ دسترسی به فازهای اولیهٔ رشدِ ساختارهای بزرگ را فراهم کرده است. مشاهدات طولیِ آتی میتوانند فراوانیِ اینگونه جفتها در دورانهای ابتدایی را تعیین کنند و نقشِ آنها را در شکلگیریِ اَبَرسیاهچالهها روشن سازند.
