وبلاگ

تلسکوپ فضایی جیمز وب تصاویری از دو اختروش از کیهان اولیه گرفته است که رابطه بین سیاهچاله ها و کهکشان های میزبان آنها را روشن می کند. این پیشرفت نشان می دهد که نسبت جرمی که در کهکشان های جدیدتر دیده می شود کمتر از یک میلیارد سال پس از انفجار بزرگ وجود داشته است.

مشاهدات اخیر JWST از دو اختروش از دوران کودکی کیهان، بینش های مهمی را در مورد رابطه اولیه بین سیاهچاله ها و کهکشان های آنها نشان می دهد، و نسبت جرمی که در جهان جوان دیده می شود را تکرار می کند.

تصاویر جدید از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای اولین بار نور ستاره از دو کهکشان عظیم حاوی سیاهچاله های در حال رشد آشکار شد – اختروش ها – کمتر از یک میلیارد سال بعد مشاهده شد مهبانگ. را سیاه چاله ها جرمی نزدیک به یک میلیارد برابر خورشید دارند، و جرم کهکشان میزبان تقریباً صد برابر بیشتر است، نسبتی شبیه به آنچه در جهان جدیدتر یافت می شود. یک مطالعه اخیر نشان می دهد که ترکیبی قدرتمند از بررسی مقیاس بزرگ تلسکوپ سوبارو و JWST مسیر جدیدی را برای مطالعه جهان دور هموار کرده است. طبیعت.

رصد سیاهچاله های غول پیکر در سال های اخیر توجه ستاره شناسان را به خود جلب کرده است. را تلسکوپ افق رویداد (EHT) شروع به تصویربرداری از “سایه” سیاهچاله ها در مرکز کهکشان ها کرد. جایزه جدید فیزیک 2020 به مشاهدات حرکت ستارگان در قلب اعطا شد. راه شیری. در حالی که وجود چنین سیاهچاله های غول پیکری ثابت شده است، هیچ کس منشا آنها را نمی داند.

ستاره‌شناسان گزارش می‌دهند که سیاه‌چاله‌هایی با جرم میلیاردها خورشیدی در طول میلیارد سال اول کیهان وجود داشته‌اند – چگونه می‌توانستند این سیاه‌چاله‌ها تا این اندازه بزرگ شده باشند، زمانی که جهان بسیار جوان بود؟ حتی گیج‌کننده‌تر، مشاهدات در جهان محلی همبستگی واضحی را بین جرم سیاه‌چاله‌های کلان پرجرم و کهکشان‌های بسیار بزرگ‌تری که در آن‌ها زندگی می‌کنند، نشان می‌دهد. کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها اندازه‌های کاملاً متفاوتی دارند، بنابراین کدام یک اول شد: سیاه‌چاله یا کهکشان؟ این یک مشکل مرغ یا تخم مرغ در مقیاس کیهانی است.

تصویر JWST NIRCam 3.6 میکرومتری HSC J2236+0032. تصویر کاهش یافته، تصویر اختروش، و تصویر کهکشان میزبان پس از کم کردن نور اختروش (از چپ به راست). مقیاس تصویر در سال نوری در هر پانل نشان داده شده است. با احترام: دینگ، اونو، سیلورمن و همکاران.

یک تیم بین المللی از محققان به رهبری Masafusa Onue، عضو Kavli در اخترفیزیک در موسسه Kavli اخترشناسی و اخترفیزیک (KIAA) در دانشگاه پکن، Xuhen Ding، محقق موسسه Kavli برای فیزیک و ریاضیات کیهان (Kavli IPMU) و جان سیلورمن، استاد دانشگاه Kavli IPMU، شروع به پاسخ دادن به این سوال کرد تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، یک تلسکوپ فضایی 6.5 متری که با همکاری بین المللی ساخته شده است ناسابر آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) و در دسامبر 2021 پرتاب شد.

کوازارها درخشان هستند در حالی که کهکشان‌های میزبان آن‌ها ضعیف هستند، که تشخیص نور ضعیف یک کهکشان در تابش خیره‌کننده اختروش را برای محققان دشوار می‌کند، به ویژه در فواصل دور. «پیدا کردن کهکشان‌های میزبان اختروش در انتقال به سرخ ۶ مانند تلاش برای تشخیص کرم شب‌تاب در یک نمایشگر آتش‌بازی خیره‌کننده در حالی است که عینک مه‌آلود به چشم می‌زند. کهکشان های میزبان به طرز باورنکردنی کم نور هستند و وضوح تصویر حتی با آن بسیار محدود است تلسکوپ فضایی هابلXuheng Ding می‌گوید که آشکار کردن زیبایی پنهان آنها به یک چالش واقعی تبدیل شده است.

ایده هنرمند از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا. با حسن نیت از: NASA، ESA و Northrop Grumman

این تیم دو اختروش با JWST، HSC J2236+0032 و HSC J2255+0251 را در جابه‌جایی‌های قرمز 6.40 و 6.34 زمانی که کیهان تقریباً 860 میلیون سال سن داشت، مشاهده کردند. این دو اختروش در ابتدا از طریق بررسی گسترده تلسکوپ 8.2 متری سوبارو کشف شدند که تیم تحقیقاتی تا به امروز بیش از 160 اختروش را شناسایی کرده است. درخشندگی نسبتاً کم این اختروش‌ها، آنها را به اهداف اصلی برای اندازه‌گیری ویژگی‌های کهکشان میزبان تبدیل کرده است، و کشف موفقیت‌آمیز میزبان‌ها نشان‌دهنده اولین دوره‌ای است که تا به امروز در آن نور ستارگان در یک اختروش شناسایی شده است.

این دو اختروش در طول موج های مادون قرمز 3.56 و 1.50 میکرون با ابزار NIRCam JWST تصویربرداری شدند و کهکشان های میزبان پس از مدل سازی دقیق و تفریق تابش خیره کننده از سیاهچاله های برافزایش آشکار شدند. امضای ستاره‌ای کهکشان میزبان نیز در طیفی که توسط NIRSpec JWST برای J2236+0032 گرفته شده بود، دیده شد که بیشتر از شناسایی کهکشان میزبان پشتیبانی می‌کند. من از سال‌های پسا دکتری در رصدخانه ملی نجوم ژاپن، عمیقاً درگیر مطالعه سوبارو در مورد اختروش‌های با جابه‌جایی قرمز بالا بودم. ماسافوسا اونوه می‌گوید: من به کشف موفقیت‌آمیز نور ستارگان از اختروش‌های HSC که با سوبارو کشف کردیم بسیار افتخار می‌کنم.

Xuheng Ding، محقق پروژه IPMU Kavli، پروفسور جان سیلورمن و عضو اخترفیزیک Kavli در موسسه اخترشناسی و اخترفیزیک Kavli (PKU-KIAA) Masafusa Onoue (از سمت چپ). اعتبار: Kavli IPMU، Kavli IPMU، Masafusa Onoue

از مشاهدات، تیم دریافتند که نسبت سیاه چاله جرم به میزبان کهکشان مشابه جرمی است که در کیهان جوان مشاهده شده است. نتیجه نشان می‌دهد که ارتباط بین سیاه‌چاله‌ها و میزبان‌های آن‌ها در میلیارد سال اول پس از آن وجود داشته است مهبانگ. این تیم این مطالعه را با نمونه بزرگ‌تری از اختروش‌های دورادور ادامه خواهد داد و هدف آن محدود کردن بیشتر تاریخچه رشد تکاملی سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌های مادر آنها در زمان کیهانی است. این مشاهدات مدل‌ها را برای تکامل همزمان سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌های میزبانشان محدود می‌کند.

اطلاعات بیشتر در مورد این کشف را در محققان کهکشان‌های میزبان اختروش‌ها را در کیهان اولیه کشف کردند.

مرجع: “تشخیص نور ستاره از کهکشان های میزبان اختروش در انتقال به سرخ بالای 6” توسط Xuheng Ding، Masafusa Onoue، John D. Silverman، Yoshiki Matsuoka، Takuma Izumi، Michael A. Strauss، Knud Jahnke، Camryn L. Phillips، Junyao Li، Marta داوطلبانه، زولتان هیمن، ایرهام تاوفیک اندیکا، کنتارو آئوکی، شونسوکه بابا، ربکا بیری، سارا ای بوسمن، کانر بوترل، آنا کریستینا ایلرز، سیجی فوجیموتو، ملانی هابوزیت، ماساتوشی ایمانیشی، کوهی ایناواشیواشیواشیروشی، کوهی ایناواشیواشیواشیروشی، ، کوتارو کونو، چین هسیو لی، الساندرو لوپی، جیانوی لیو، تورو ناگائو، رودریک اورزیر، یان تورگه شیندلر، مالت شرام، کازوهیرو شیماساکو، یوشیکی توبا، بنی تراختنبروت، ماکسیم تربیچ، توماسو برامهات ماریان وسترگارد، فابیان والتر، فایگه وانگ و جینی یانگ، 28 ژوئن 2023، طبیعت.
DOI: 10.1038/s41586-023-06345-5