پژوهشگران اعلام کرده اند اجرامی که با عنوان نقاط قرمز کوچک در تصاویر تلسکوپ فضایی James Webb Space Telescope دیده شده اند، در حقیقت سیاه چاله های کلان جرم جوانی هستند که در میان ابرهای ضخیم گاز پنهان شده اند.

نتیجه مهم این تحقیق آن است که اگر اثر گاز اطراف این اجرام در محاسبات لحاظ شود، جرم آن ها حدود 100 برابر کمتر از برآوردهای اولیه خواهد بود.

در طیف های فروسرخ دقیق این اجرام، یک خط طیفی مربوط به هیدروژن دیده می شود که هسته ای باریک اما بال هایی بسیار پهن دارد. در گذشته تصور می شد این پهن شدگی ناشی از حرکت بسیار سریع گاز اطراف سیاه چاله است.

اما تیمی از دانشگاه کپنهاگ دانمارک نشان داد که این بال های پهن در واقع به دلیل پراکندگی نور توسط الکترون های آزاد در گاز اطراف ایجاد شده اند، نه به خاطر سرعت های فوق العاده بالا.

به بیان ساده، نور چندین بار به الکترون ها برخورد کرده و پخش شده و همین موضوع باعث پهن تر دیده شدن خط طیفی شده است.

در تحلیل های اولیه، کل پهنای خط طیفی به حرکت سریع گاز نسبت داده شده بود؛ بنابراین سرعت هایی در حد هزاران مایل بر ثانیه محاسبه می شد و در نتیجه جرم سیاه چاله ها بسیار بزرگ تخمین زده می شد.

اما وقتی اثر پراکندگی الکترونی از داده ها حذف شد، مشخص شد هسته مرکزی خط طیفی نشان دهنده سیاه چاله هایی با جرمی بین 100 هزار تا 10 میلیون برابر جرم خورشید است؛ رقمی بسیار کمتر از برآوردهای قبلی.

این نخستین بار است که نقاط قرمز کوچک به چنین سیاه چاله های نسبتاً کم جرمی نسبت داده می شوند.

بر اساس این مطالعه، این سیاه چاله ها احتمالاً نزدیک به حد ادینگتون در حال رشد هستند؛ یعنی نقطه ای که فشار تابش نور تولیدشده توسط سیاه چاله تقریباً با نیروی گرانشی گاز در حال سقوط به آن برابر می شود.

در این وضعیت، سیاه چاله با سرعت بالایی ماده می بلعد، اما نور شدید تولیدشده می تواند ورود گاز بیشتر را کند کند.

این مرحله ممکن است یکی از مهم ترین دوره های افزایش جرم سریع سیاه چاله های اولیه در جهان باشد.

بخش زیادی از نور مریی این اجرام نه از ستاره های تازه، بلکه از گاز یونیده شده اطراف سیاه چاله می آید. این گاز پس از یونش دوباره با الکترون ها ترکیب می شود و در خطوط هیدروژن می درخشد.

همین درخشش باعث شده بود این اجرام در نگاه اول شبیه کهکشان های کوچک و فشرده به نظر برسند.

این پژوهش در مجله معتبر Nature منتشر شده و می تواند نگاه دانشمندان به رشد اولیه سیاه چاله های کلان جرم را تغییر دهد.

اگر این مرحله از رشد سریع در جهان اولیه رایج بوده باشد، توضیح اینکه چگونه برخی سیاه چاله ها تنها چند صد میلیون سال پس از شکل گیری نخستین ستارگان به غول های کیهانی تبدیل شدند، ساده تر خواهد شد.