ఉపయోగించి జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఆశ్చర్యకరంగా ఒంటరి సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్-పవర్డ్ క్వాసార్‌లను కనుగొనడానికి 13 బిలియన్ సంవత్సరాల వెనుకకు చూశారు.
ది జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్యొక్క (JWST) పరిశీలనలు ఒంటరిగా ఉన్నందున గందరగోళంగా ఉన్నాయి బ్లాక్ హోల్స్ సూపర్ మాసివ్ స్థితిని చేరుకోవడానికి తగినంత ద్రవ్యరాశిని సేకరించడానికి కష్టపడాలి, ప్రత్యేకించి కొన్ని వందల మిలియన్ సంవత్సరాల తర్వాత బిగ్ బ్యాంగ్. విశ్వం ఒక బిలియన్ సంవత్సరాల కంటే తక్కువ వయస్సులో ఉన్నప్పుడు కొన్ని కాల రంధ్రాలు మిలియన్ల లేదా బిలియన్ల సూర్యులకు సమానమైన ద్రవ్యరాశికి ఎలా పెరిగాయి అనే పజిల్ విషయానికి వస్తే ఈ ఆవిష్కరణ జలాలను మరింత బురదగా మారుస్తుంది.
కాస్మోస్ 600 మరియు 700 మిలియన్ సంవత్సరాల వయస్సులో ఉన్నప్పుడు ఏర్పడిన ఐదు తొలి క్వాసార్ల వాతావరణాలను అధ్యయనం చేయడానికి శాస్త్రవేత్తల బృందం JWSTని ఉపయోగించిన తర్వాత ఈ ఫలితాలు వచ్చాయి. “క్వాసార్ ఫీల్డ్స్” అని పిలువబడే ఈ క్వాసార్ల పరిసరాలు ఆశ్చర్యకరంగా వైవిధ్యంగా ఉన్నాయని బృందం కనుగొంది. శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేసిన దట్టమైన వాతావరణంలో కొన్ని ఉన్నాయి, అయితే మరికొన్ని తక్కువ జనాభా కలిగిన “ఖాళీ-లార్డర్‌లు”, ఇవి సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ పెరుగుదలను పోషించడానికి కష్టపడతాయి.
“మునుపటి నమ్మకానికి విరుద్ధంగా, మేము కనుగొన్నాము, సగటున, ఈ క్వాసార్‌లు ప్రారంభ విశ్వంలోని అత్యధిక-సాంద్రత ప్రాంతాలలో తప్పనిసరిగా ఉండాల్సిన అవసరం లేదు. వాటిలో కొన్ని ఎక్కడా మధ్యలో కూర్చున్నట్లు కనిపిస్తున్నాయి,” అన్నా-క్రిస్టినా ఐలర్స్, అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో భౌతికశాస్త్రం ఒక ప్రకటనలో తెలిపింది. “ఈ క్వాసార్‌లకు ఆహారం ఇవ్వడానికి ఏమీ లేనట్లు కనిపిస్తే అవి ఎలా పెద్దవిగా పెరిగాయో వివరించడం కష్టం.”
సంబంధిత: ఇప్పటివరకు చూసిన అతిపెద్ద బ్లాక్ హోల్ జెట్‌లు 140 పాలపుంతల వరకు ఉంటాయి
క్వాసార్‌లకు పూర్తి లార్డర్‌లు అవసరం
సాపేక్షంగా ఆధునిక విశ్వంలోని అన్ని పెద్ద గెలాక్సీల గుండెల్లో సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ దాగి ఉన్నాయని నమ్ముతారు. ఏ నక్షత్రం కూలిపోయేంత పెద్దది కాదు మరియు అటువంటి భయంకరమైన ద్రవ్యరాశితో బ్లాక్ హోల్స్ ఏర్పడినందున, శాస్త్రవేత్తలకు సూపర్ మాసివ్ కాల రంధ్రాలు సూర్యుడి కంటే 10 మరియు 100 రెట్లు మధ్య ద్రవ్యరాశితో “నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి కాల రంధ్రాలు” అని పిలవబడే వాటి కంటే భిన్నమైన మార్గాల్లో ఏర్పడాలని తెలుసు. భారీ నక్షత్రాల మరణాల నుండి.
పెద్ద మరియు పెద్ద బ్లాక్ హోల్స్ యొక్క ప్రగతిశీల విలీనాల ద్వారా సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ పెరగవచ్చు, నమూనాలు సూచిస్తున్నాయి – అయినప్పటికీ, సమస్య ఏమిటంటే ఈ ప్రక్రియ ఉండాలి 1 బిలియన్ సంవత్సరాలకు పైగా పడుతుంది. అయినప్పటికీ, JWST తక్కువ సమయంలో ఏర్పడిన సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్‌ను చూస్తోంది.
ఈ సూపర్‌మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్‌ను చూడటం సాధ్యమవుతుంది, ఎందుకంటే అవి తినే యాక్టివ్ గెలాక్సీ న్యూక్లియై (AGN) అని పిలువబడే అల్లకల్లోలమైన గ్యాస్-రిచ్ తక్షణ వాతావరణాలలో కూర్చుంటాయి. ఇది వారి ఎదుగుదలను కూడా సులభతరం చేస్తుంది. ఈ పరిసరాలలో ఉన్న కాల రంధ్రాల యొక్క అపారమైన ద్రవ్యరాశి వాటి చుట్టూ ఉన్న వాయువు మరియు ధూళి యొక్క చదునైన మేఘాలను ప్రకాశవంతంగా మెరుస్తుంది, తరచుగా వాటిని కలిగి ఉన్న గెలాక్సీలోని ప్రతి నక్షత్రం యొక్క మిశ్రమ కాంతిని మించిపోతుంది. ఈ కాంతి, సూర్యుని కంటే ట్రిలియన్ రెట్లు ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది, ఇది క్వాసార్‌ను సూచిస్తుంది.
అయినప్పటికీ, ఈ అద్భుతమైన ప్రకాశాన్ని సాధించడానికి సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్‌కు వాటి తక్షణ పరిసరాలను గ్యాస్ మరియు ధూళితో బాగా నిల్వ ఉంచడానికి “డెలివరీ సర్వీస్” అవసరం.
“13 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం నుండి కాంతిని చాలా వివరంగా సంగ్రహించగల టెలిస్కోప్ ఇప్పుడు మన వద్ద ఉండటం అసాధారణం” అని ఎయిలర్స్ చెప్పారు. “మొదటిసారిగా, JWST ఈ క్వాసార్ల వాతావరణం, అవి ఎక్కడ పెరిగాయి మరియు వాటి పరిసరాలు ఎలా ఉందో చూడడానికి మాకు వీలు కల్పించింది.”
క్వాసార్ల యొక్క విస్తృత పరిసరాలను పరిశోధించడానికి, బృందం ఆగస్టు 2022 మరియు జూన్ 2023 మధ్య JWSTచే అధ్యయనం చేయబడిన ఐదు సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్-పవర్డ్ రీజియన్‌లను ఎంపిక చేసింది. దీనికి ప్రతి సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్ పరిసరాల కోసం క్వాసార్ ఫీల్డ్ మొజాయిక్‌ను రూపొందించడానికి బహుళ చిత్రాలను “కలిసి కుట్టడం” అవసరం.
చిత్రాలలో కాంతి యొక్క బహుళ తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రాసెస్ చేయడం ద్వారా, కాంతి క్వాసార్ యొక్క పొరుగు గెలాక్సీ నుండి వచ్చిందో లేదో గుర్తించడం మరియు ప్రకాశవంతమైన సెంట్రల్ క్వాసార్‌లో ఆ గెలాక్సీ ఎంత దూరంలో ఉద్భవించిందో కొలవడం కూడా సాధ్యమైంది.
“ఈ ఐదు క్వాసార్ల మధ్య ఉన్న ఏకైక తేడా ఏమిటంటే వాటి పరిసరాలు చాలా భిన్నంగా కనిపిస్తున్నాయని మేము కనుగొన్నాము” అని ఎయిలర్స్ చెప్పారు. “ఉదాహరణకు, ఒక క్వాసార్ దాని చుట్టూ దాదాపు 50 గెలాక్సీలను కలిగి ఉంది, మరొకదానిలో కేవలం రెండు మాత్రమే ఉన్నాయి. మరియు రెండు క్వాసార్‌లు విశ్వం యొక్క ఒకే పరిమాణం, వాల్యూమ్, ప్రకాశం మరియు సమయంలో ఉంటాయి.
“ఇది చూడటానికి నిజంగా ఆశ్చర్యంగా ఉంది.”
ప్రారంభ సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్‌లో ‘గ్రోత్ స్పర్ట్స్ ఉన్నాయా?’
బృందం యొక్క పరిశోధనలు సూపర్ మాసివ్ బ్లాక్ హోల్ పెరుగుదల మరియు మొత్తం గెలాక్సీ నిర్మాణం యొక్క ఆలోచనను సవాలు చేస్తాయి. ప్రస్తుత అవగాహన ఏమిటంటే, ఈ పరిణామం విస్తారమైన “కాస్మిక్ వెబ్” ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయబడింది కృష్ణ పదార్థం; డార్క్ మ్యాటర్ మొత్తం పదార్థంలో దాదాపు 85% వాటాను కలిగి ఉంది, కానీ మనకు ప్రభావవంతంగా కనిపించదు.
కాస్మిక్ వెబ్‌లోని కృష్ణ పదార్థం యొక్క తంతువులు ప్రారంభ విశ్వంలో వాయువు మరియు ధూళిని నడిపించాయి, దాని విస్తారమైన టెండ్రిల్స్‌తో పాటు ఆదిమ పదార్థాన్ని ఆకర్షిస్తాయి. ఈ కాస్మిక్ వెబ్ యొక్క తంతువులు కలిసే చోట, పదార్థం యొక్క అధిక దట్టమైన ప్రాంతాలు పేరుకుపోయాయి. ఇక్కడ, ప్రారంభ గెలాక్సీలు నిర్మించబడ్డాయి మరియు మొదటి క్వాసార్‌లను కనుగొనాలి.
“డార్క్ మ్యాటర్ యొక్క కాస్మిక్ వెబ్ అనేది విశ్వం యొక్క మన విశ్వోద్భవ నమూనా యొక్క దృఢమైన అంచనా, మరియు దానిని సంఖ్యా అనుకరణలను ఉపయోగించి వివరంగా వివరించవచ్చు” అని లీడెన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థి టీమ్ లీడర్ ఎలియా పిజ్జాటి ప్రకటనలో తెలిపారు. “మా పరిశీలనలను ఈ అనుకరణలతో పోల్చడం ద్వారా, కాస్మిక్ వెబ్ క్వాసార్‌లు ఎక్కడ ఉన్నాయో మనం గుర్తించగలము.”
కాస్మిక్ వెబ్‌లోని ఈ నోడ్‌ల వద్ద ఉన్న సూపర్‌మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ గెలాక్సీ గ్రబ్ హబ్ వంటి కాస్మిక్ వెబ్ ద్వారా సరఫరా చేయబడిన గ్యాస్ మరియు ధూళి యొక్క స్థిరమైన మరియు వేగవంతమైన వృద్ధి ద్వారా పెరుగుతాయి – ఇది క్వాసార్‌లు భయంకరమైన ద్రవ్యరాశి మరియు విపరీతమైన ప్రకాశాన్ని సాధించడానికి అనుమతిస్తుంది – కాని శాస్త్రవేత్తలు విశ్వ చరిత్రలో ఇంత ప్రారంభంలో ఇది ఎలా జరిగిందో ఇంకా తెలుసుకోవాలి.
“మేము సమాధానమివ్వడానికి ప్రయత్నిస్తున్న ప్రధాన ప్రశ్న ఏమిటంటే, విశ్వం ఇప్పటికీ నిజంగా యవ్వనంగా ఉన్న సమయంలో ఈ బిలియన్-సౌర ద్రవ్యరాశి కాల రంధ్రాలు ఎలా ఏర్పడతాయి? ఇది ఇంకా శైశవదశలో ఉంది” అని ఎయిలర్స్ చెప్పారు.
దురదృష్టవశాత్తు, ఈ పరిశోధన ఇప్పటికే శాస్త్రవేత్తలను కలవరపెడుతున్న వాటికి సమాధానం ఇవ్వడం కంటే ఎక్కువ ప్రశ్నలను లేవనెత్తినట్లు కనిపిస్తోంది. బంజరు పరిసరాలు డార్క్ మ్యాటర్ లేకపోవడం మరియు కాస్మిక్ వెబ్ నోడ్ ఓవర్‌డెన్సిటీలను సూచిస్తున్నాయి. అదే జరిగితే, ప్రస్తుత గ్రోత్ మెకానిజం సిద్ధాంతాలు ఈ క్వాసార్‌లను లెక్కించలేవు.
ఈ రహస్యానికి ఒక సంభావ్య పరిష్కారం ఏమిటంటే, ఈ ప్రారంభ క్వాసార్‌లు వాస్తవానికి విశ్వ ధూళితో చుట్టుముట్టబడి ఉంటాయి మరియు అవి కనిపించవు. అటువంటి కప్పబడిన గెలాక్సీలను కనుగొనడానికి ఈ ఖాళీ క్వాసర్ ఫీల్డ్‌ల గురించి వారి పరిశీలనలను “ట్యూన్” చేయాలని బృందం ఇప్పుడు ఉద్దేశించింది.
“ఈ సూపర్‌మాసివ్ బ్లాక్ హోల్స్ ఎలా పెరుగుతాయి అనే పజిల్‌లో ముఖ్యమైన భాగం ఇంకా లేదని మా ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి” అని ఎయిలర్స్ ముగించారు. “కొన్ని క్వాసార్‌లు నిరంతరం పెరగడానికి తగినంత పదార్థం లేకపోతే, అవి పెరగడానికి వేరే మార్గం ఉండాలి, మనం ఇంకా గుర్తించలేదు.”
బృందం యొక్క పరిశోధన అక్టోబర్ 17న ప్రచురించబడింది ది ఆస్ట్రోఫిజికల్ జర్నల్.
మొదట పోస్ట్ చేయబడింది Space.com.
