تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به تازگی چیزی را رصد کرده که تمام معادلات نجوم را به هم ریخته است: یک سیاه چاله بزرگ با جرمی 50 میلیون برابر خورشید که فقط 700 میلیون سال پس از بیگ بنگ وجود داشته است. نکته عجیب تر اینجاست که این غول کیهانی در کهکشانی به نام Abell 2744-QSO1 قرار دارد که تقریباً هیچ ستاره ای ندارد؛ موضوعی که نظریه های فعلی درباره تولد کهکشان ها و سیاه چاله ها را با مسئله ای جدی روبه رو کرده است.

به گزارش نیوساینتیست، طبق نظریه های استاندارد اخترفیزیک، سیاه چاله ها و ستاره ها پیوندی ناگسستنی دارند. ابتدا ستاره ها از ابرهای گازی متراکم متولد می شوند و سپس با مرگ ستاره های غول پیکر و تمام شدن سوختشان، سیاه چاله ها پدید می آیند. اما سیاه چاله کشف شده در کهکشان QSO1 این قانون بنیادین را نقض کرده است. این کهکشان جرم ستاره ای بسیار ناچیزی دارد؛ یعنی ستاره کافی برای توجیه وجود چنین سیاه چاله بزرگی در آن وجود ندارد. به زبان ساده، انگار این سیاه چاله بدون اینکه کهکشان نرمالی در اطرافش ساخته شود، رشد کرده و به غولی بزرگ تبدیل شده است که این یک تضاد آشکار با علم فعلی ماست.

این احتمال وجود دارد که ما با یک سیاه چاله اولیه روبه رو باشیم. این ایده که اولین بار در دهه 1970 توسط استیون هاوکینگ و برنارد کار مطرح شد، پیشنهاد می کند که برخی سیاه چاله ها نه از مرگ ستاره ها، بلکه مستقیماً از نوسانات شدید چگالی در لحظات پس از بیگ بنگ به وجود آمده اند.

پژوهشگران دانشگاه کمبریج با انجام شبیه سازی های پیشرفته نشان دادند که اگر یک بذر سیاه چاله اولیه وجود داشته باشد، می تواند گازهای اطراف را ببلعد و بدون نیاز به تشکیل ستاره های زیاد، به چنین جرمی برسد. نتایج شبیه سازی آنها، هم از نظر جرم و هم از نظر عناصر شیمیایی اطراف کهکشان، با داده های تلسکوپ جیمز وب مطابقت نزدیکی دارد.

اگرچه نظریه سیاه چاله های اولیه با مشاهدات دانشمندان سازگار است، اما هنوز چالش هایی وجود دارد. شبیه سازی های استاندارد نشان می دهند که سیاه چاله های اولیه معمولاً جرمی حدود یک میلیون برابر خورشید دارند، اما غول کشف شده در QSO1 پنجاه برابر سنگین تر است و توضیح رشد سریع آن دشوار است. دانشمندان حدس می زنند که شاید این سیاه چاله های اولیه در گروه های متراکم شکل گرفته و با ادغام سریع با یکدیگر به این جرم رسیده اند.

چالش دیگر این است که برای شکل گیری چنین سیاه چاله هایی به انفجارهای شدید تشعشعات پرانرژی نیاز است که هنوز منبعی برای آن در نزدیکی این کهکشان یافت نشده است. بااین حال، اگر تلسکوپ جیمز وب کهکشان های مشابه بیشتری را کشف کند، می تواند ثابت کند که برخی از بزرگ ترین سیاه چاله های عالم، فرزندان ستاره ها نیستند، بلکه یادگاران سپیده دم کیهان هستند.