باستخدام تلسكوب إقليدس الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، اكتشف علماء الفلك كنزًا من 31 نجمًا زائفًا يعمل بالطاقة من خلال الثقوب السوداء في الكون المبكر. والأكثر إثارة للإعجاب من بين هذه الاكتشافات الجديدة هو أقدم وأبعد كوازار على الإطلاق، حيث يسطع بنور تريليون شمس بعد 670 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير.
الكوازارات تحدث عندما تكون الثقوب السوداء الهائلة التي تبلغ كتلتها ملايين أو حتى مليارات المرات من كتلة الشمس محاطة بأقراص دوارة من المادة تسمى الأقراص التراكمية. بينما تغذي الأقراص المتراكمة تدريجيًا هؤلاء العمالقة الكونيين المركزيين، فإن الجاذبية الهائلة لـ الثقوب السوداء يولد احتكاكًا شديدًا، مما يتسبب في توهج هذه المادة بشكل ساطع لدرجة أن لمعانها يمكن أن يتجاوز الضوء المشترك لكل نجم في المجرات المضيفة له.
على الرغم من ذلك، لا يزال من الصعب اكتشاف الكوازارات على مسافات كونية شاسعة، حيث يصعب تمييز ضوءها عن ضوء النجوم الأقرب بكثير. وهكذا، فإن البحث عن أقدم النجوم الزائفة مستمر منذ عقود، ويأمل العلماء أن يساعد اكتشاف هذه الأجسام في تفسير كيفية نمو الثقوب السوداء الهائلة بسرعة كبيرة بعد وقت قصير من ظهورها. الانفجار العظيم. تم إطلاق إقليدس في عام 2023، وقد أوفت بوعدها في مهمتها لاكتشاف النجوم الزائفة المبكرة، مع هذه الكمية غير المسبوقة حتى الآن من 31 محركًا من محركات الثقوب السوداء هذه.
يقول دامينغ يانغ، قائد الفريق من جامعة ليدن في هولندا: “تعود هذه النجوم الزائفة المبكرة إلى بداية الكون”. قال في بيان. “من خلال العثور عليها ودراستها، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيف تشكلت هذه الأنظمة الهائلة ونمت بسرعة كبيرة – وهو أحد أعظم الألغاز في الفيزياء الفلكية.”
في السابق، استغرق علماء الفلك حوالي عقد من الزمن لاكتشاف النجوم الزائفة العشرة الأولى أو نحو ذلك على مسافات كهذه، مما يجعل من المثير للإعجاب بشكل لا يصدق أن إقليدس تمكن من اكتشاف أكثر من ثلاثة أضعاف العديد من محركات الثقوب السوداء القديمة في عام واحد فقط من الملاحظات.
غيض من فيض
بفضل هذا الكنز الجديد من الكوازارات التي تم اكتشافها عندما عمر الكون 13.8 مليار سنة كان مجرد 5% من عمره الحالي لا يشمل فقط ألمع الأمثلة على هذه الأجسام، ولكن أيضًا بعض النجوم الزائفة الخافتة. وهذا يعني الآن أن العلماء يمكنهم أخيرًا دراسة هذه الأشياء كمجموعة سكانية.
وتابع يانغ: “إن إقليدس هو مغير حقيقي لقواعد اللعبة”. “في السابق، لم نتمكن سوى من العثور على عدد قليل من النجوم الزائفة القديمة الأكثر سطوعًا، لكن إقليدس يتيح لنا البحث بكفاءة أكبر بكثير عبر مناطق ضخمة من السماء لالتقاط الضوء الخافت. إنها أداة فريدة لصيد النجوم الزائفة.”
من بين 31 كوازارًا جديدًا، كان 12 منها موجودًا عندما كان عمر الكون حوالي 770 مليون سنة، ولكن النجمين البارزين حقًا هما الكوازارات المعينة EUCL J172902.75+641018.1 و EUCL J125308.55+705432.3، والتي تبعد حوالي 13 مليار سنة ضوئية وكانت موجودة بعد 670 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. وهذا يجعلها أقدم النجوم الزائفة التي تم توثيقها على الإطلاق.
وقال أنطونيو لا ماركا، زميل أبحاث وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في فريق إقليدس، في البيان: “هذا الاكتشاف يزيد عن ضعف عدد النجوم الزائفة التي نعرفها والتي هي قديمة جدًا”. “لقد أجرى فريق إقليدس “إحصاءًا” حقيقيًا للكوازارات عند فجر الكون لأول مرة. إنها خطوة كبيرة نحو فهم هذه الأشياء الرائعة على مستوى أكثر جوهرية.”
يعود تاريخ الكوازارات إلى فترة من الكون تُعرف باسم عصر إعادة التأينوالتي استمرت من حوالي 680 مليون سنة بعد الانفجار الكبير إلى 1.1 مليار سنة بعد الانفجار الكبير. خلال هذه الفترة، اقتربت “العصور المظلمة” للكون من نهايتها مع ظهور الفوتونات، وهي جسيمات الضوء، التي أصبحت فجأة حرة في اجتياز الكون. وبالتالي، فإن هذه النجوم الزائفة الـ 31 توفر فرصة فريدة لدراسة هذه الفترة الحيوية في التاريخ الكوني.
وقالت فاليريا بيتورينو، عالمة مشروع إقليدس في وكالة الفضاء الأوروبية، في البيان: “الكوازارات القديمة اكتشافات نادرة”. “إنها مثيرة للاهتمام في حد ذاتها، ولكنها أيضًا آلات الزمن التي تمكننا من استكشاف الكون المبكر وفهم كيف جاء الجيل الأول من المجرات.”
تم اكتشاف الكوازارات الـ 31 كجزء من مسح إقليدس الواسع، والذي سيغطي في النهاية حوالي ثلث إجمالي السماء فوق الأرض.
ويأمل العلماء أن يلقي هذا المسح الضوء على ما يسمى “الكون المظلم” الذي يتكون من اثنين من الألغاز الكونية الأكثر إلحاحا: الطاقة المظلمة, القوة المحيرة التي تحرك تسارع توسع الكون، وطبيعة المادة المظلمة، “الأشياء” الأكثر وفرة في الكون والتي تظل غير مرئية بشكل فعال.
وخلص بيتورينو إلى القول: “إن قدرات إقليدس لا مثيل لها”. “يجمع التلسكوب بين مساحة كبيرة وعمق وتصوير حاد ورؤية فريدة من نوعها للأشعة تحت الحمراء الفضائية بطريقة تتيح لنا انتقاء الأجسام النادرة والبعيدة للغاية بكفاءة أكبر بكثير من ذي قبل.”
نُشر بحث الفريق يوم الاثنين (6 يوليو) في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
