JWST تمام ابتدائی کائنات میں جائنٹ بلیک ہولز کے دھبے | کوانٹا میگزین

سال پہلے وہ بھی اس بات کا یقین تھا جیمز ویب خلائی دوربین کامیابی سے لانچ کرے گا، کرسٹینا ایلرز ابتدائی کائنات میں مہارت رکھنے والے ماہرین فلکیات کے لیے ایک کانفرنس کی منصوبہ بندی شروع کی۔ وہ جانتی تھی کہ اگر - ترجیحی طور پر، جب - JWST نے مشاہدات کرنا شروع کیے، تو وہ اور اس کے ساتھیوں کے پاس بات کرنے کے لیے بہت کچھ ہوگا۔ ایک ٹائم مشین کی طرح، دوربین کسی بھی پچھلے آلے کے مقابلے میں ماضی میں بہت دور اور دور تک دیکھ سکتی تھی۔

خوش قسمتی سے ایلرز (اور بقیہ فلکیاتی برادری) کے لیے، اس کی منصوبہ بندی بے کار نہیں تھی: JWST نے بغیر کسی رکاوٹ کے لانچ کیا اور اسے تعینات کیا، پھر ایک ملین میل دور خلا میں اس کے پرچ سے ابتدائی کائنات کی سنجیدگی سے جانچ کرنا شروع کر دی۔

جون کے وسط میں، تقریباً 150 فلکیات دان میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی فار ایلرز کی JWST "فرسٹ لائٹ" کانفرنس میں جمع ہوئے۔ JWST کو ایک سال بھی نہیں گزرا تھا۔ تصاویر بھیجنا شروع کر دیں۔ زمین پر واپس. اور جس طرح ایلرز نے اندازہ لگایا تھا، ٹیلی سکوپ پہلے ہی برہمانڈ کے پہلے ارب سالوں کے بارے میں ماہرین فلکیات کی سمجھ کو نئی شکل دے رہی تھی۔

بے شمار پریزنٹیشنز میں پُراسرار اشیاء کا ایک سیٹ نمایاں تھا۔ کچھ ماہرین فلکیات نے انہیں "چھپے ہوئے چھوٹے راکشس" کہا۔ دوسروں کے لیے، وہ "چھوٹے سرخ نقطے" تھے۔ لیکن ان کا نام کچھ بھی ہو، اعداد و شمار واضح تھے: جب JWST نوجوان کہکشاؤں کو گھورتا ہے - جو اندھیرے میں محض سرخ دھبوں کے طور پر ظاہر ہوتے ہیں - تو یہ حیرت انگیز تعداد میں دیکھتا ہے کہ ان کے مراکز میں سمندری طوفان منڈلاتے ہیں۔

"ایسا لگتا ہے کہ ایسے ذرائع کی بہت زیادہ آبادی ہے جن کے بارے میں ہم نہیں جانتے تھے،" ایم آئی ٹی کے ماہر فلکیات ایلرز نے کہا، "جس کے ملنے کا ہمیں بالکل بھی اندازہ نہیں تھا۔"

حالیہ مہینوں میں، کائناتی دھندوں کے مشاہدات کی ایک لہر نے ماہرین فلکیات کو خوش اور حیران کر دیا ہے۔

"ہر کوئی ان چھوٹے سرخ نقطوں کے بارے میں بات کر رہا ہے،" کہا Xiaohui فین، ایریزونا یونیورسٹی میں ایک محقق جس نے اپنا کیریئر ابتدائی کائنات میں دور دراز اشیاء کی تلاش میں صرف کیا ہے۔

ٹورنیڈو دل والی کہکشاؤں کی سب سے سیدھی وضاحت یہ ہے کہ لاکھوں سورجوں کے وزنی بڑے بلیک ہولز گیس کے بادلوں کو ایک جنون میں ڈال رہے ہیں۔ یہ تلاش متوقع اور پریشان کن بھی ہے۔ اس کی توقع ہے کیونکہ JWST کو جزوی طور پر قدیم اشیاء کو تلاش کرنے کے لیے بنایا گیا تھا۔ وہ اربوں سورج بیہیمتھ بلیک ہولز کے آباؤ اجداد ہیں جو کائناتی ریکارڈ میں ناقابل فہم طور پر ابتدائی طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔ ان پیشگی بلیک ہولز کا مطالعہ کرنے سے، جیسا کہ اس سال تین ریکارڈ قائم کرنے والے نوجوانوں نے دریافت کیا، سائنس دانوں کو یہ جاننے کی امید ہے کہ پہلے بڑے بڑے بلیک ہولز کہاں سے آئے اور شاید اس بات کی نشاندہی کریں کہ دو مسابقتی تھیوریوں میں سے کون ان کی تشکیل کو بہتر طور پر بیان کرتا ہے: کیا وہ بہت تیزی سے بڑھے، یا کیا وہ صرف بڑے پیدا ہوئے تھے؟ اس کے باوجود مشاہدات بھی پریشان کن ہیں کیونکہ چند ماہرین فلکیات نے JWST سے بہت سے نوجوان، بھوکے بلیک ہولز کی تلاش کی توقع کی تھی - اور سروے انہیں درجن بھر تک پہنچا رہے ہیں۔ سابق اسرار کو حل کرنے کی کوشش کے عمل میں، ماہرین فلکیات نے بڑے بڑے بلیک ہولز کا پردہ فاش کیا ہے جو ستاروں، کہکشاؤں اور بہت کچھ کے قائم کردہ نظریات کو دوبارہ لکھ سکتے ہیں۔

"ایک نظریہ ساز کے طور پر، مجھے ایک کائنات بنانا ہے،" نے کہا مارٹا وولونٹیری، پیرس انسٹی ٹیوٹ آف ایسٹرو فزکس میں بلیک ہولز میں ماہر فلکی طبیعیات دان۔ Volonteri اور اس کے ساتھی اب ابتدائی کائنات میں دیوہیکل بلیک ہولز کی آمد کا مقابلہ کر رہے ہیں۔ "اگر وہ [حقیقی] ہیں، تو وہ تصویر کو مکمل طور پر بدل دیتے ہیں۔"

ایک کائناتی ٹائم مشین

جے ڈبلیو ایس ٹی کے مشاہدات فلکیات کو جزوی طور پر ہلا کر رکھ رہے ہیں کیونکہ دوربین کسی بھی پہلے والی مشین کے مقابلے میں خلا میں گہرائی سے زمین تک پہنچنے والی روشنی کا پتہ لگا سکتی ہے۔

"ہم نے اس مضحکہ خیز طاقتور دوربین کو 20 سالوں میں بنایا،" کہا گرانٹ ٹریمبلے، ہارورڈ سمتھسونین سنٹر فار ایسٹرو فزکس میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان۔ "اس کا پورا نقطہ اصل میں کائناتی وقت کی گہرائی میں دیکھنا تھا۔"

مشن کے اہداف میں سے ایک کائنات کے پہلے ارب سالوں (اس کی تقریباً 13.8-ارب سالہ تاریخ میں سے) کے دوران کہکشاؤں کو تشکیل دینے کے عمل میں پکڑنا ہے۔ گزشتہ موسم گرما سے دوربین کے ابتدائی مشاہدات ایک نوجوان کائنات کی طرف اشارہ کیا۔ حیرت انگیز طور پر پختہ کہکشاؤں سے بھرا ہوا، لیکن معلومات فلکیات دان اس طرح کی تصاویر سے حاصل کر سکتے ہیں محدود تھی۔ ابتدائی کائنات کو واقعی سمجھنے کے لیے، ماہرین فلکیات کو صرف تصاویر سے زیادہ کی ضرورت تھی۔ وہ ان کہکشاؤں کے سپیکٹرا کے لیے بھوکے تھے — وہ ڈیٹا جو اس وقت آتا ہے جب دوربین آنے والی روشنی کو مخصوص رنگوں میں توڑ دیتی ہے۔

Galactic اسپیکٹرا، جسے JWST نے پچھلے سال کے آخر میں دل سے واپس بھیجنا شروع کیا، دو وجوہات کی بناء پر مفید ہے۔

سب سے پہلے، انہوں نے ماہرین فلکیات کو کہکشاں کی عمر کا اندازہ لگایا۔ JWST جو انفراریڈ لائٹ اکٹھا کرتی ہے اسے سرخ یا سرخ کر دیا جاتا ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ جیسے جیسے یہ برہمانڈ سے گزرتی ہے، اس کی طول موج خلا کی توسیع سے پھیل جاتی ہے۔ اس ریڈ شفٹ کی حد ماہرین فلکیات کو ایک کہکشاں کے فاصلے کا تعین کرنے دیتی ہے، اور اس وجہ سے جب اس نے اصل میں اپنی روشنی خارج کی۔ قریبی کہکشاؤں میں تقریباً صفر کی سرخ شفٹ ہوتی ہے۔ JWST آسانی سے 5 کی ریڈ شفٹ سے زیادہ اشیاء بنا سکتا ہے، جو کہ بگ بینگ کے تقریباً 1 بلین سال کے مساوی ہے۔ اونچی ریڈ شفٹ میں اشیاء نمایاں طور پر پرانی اور دور ہوتی ہیں۔

دوسرا، سپیکٹرا ماہرین فلکیات کو اس بات کا احساس دلاتا ہے کہ کہکشاں میں کیا ہو رہا ہے۔ ہر رنگ فوٹون اور مخصوص ایٹموں (یا مالیکیولز) کے درمیان تعامل کو نشان زد کرتا ہے۔ ایک رنگ ہائیڈروجن ایٹم کی چمک سے نکلتا ہے جب یہ ٹکرانے کے بعد نیچے آ جاتا ہے۔ دوسرا اشارہ کرتا ہے جوسٹل آکسیجن ایٹم، اور دوسرا نائٹروجن۔ سپیکٹرم رنگوں کا ایک نمونہ ہے جو یہ ظاہر کرتا ہے کہ کہکشاں کس چیز سے بنی ہے اور وہ عناصر کیا کر رہے ہیں، اور JWST بے مثال فاصلے پر کہکشاؤں کے لیے وہ اہم سیاق و سباق فراہم کر رہا ہے۔

"ہم نے اتنی بڑی چھلانگ لگائی ہے،" کہا آیوش سکسینہ، آکسفورڈ یونیورسٹی میں ماہر فلکیات۔ حقیقت یہ ہے کہ "ہم ریڈ شفٹ 9 کہکشاؤں کی کیمیائی ساخت کے بارے میں بات کر رہے ہیں، بالکل قابل ذکر ہے۔"

(ریڈ شفٹ 9 دماغ کو حیران کن طور پر دور رکھتا ہے، اس وقت کے مطابق جب کائنات محض 0.55 بلین سال پرانی تھی۔)

کہکشاں سپیکٹرا ایٹموں کے ایک بڑے گڑبڑ کو تلاش کرنے کے لئے بھی بہترین ٹولز ہیں: دیوہیکل بلیک ہولز جو کہکشاؤں کے دلوں میں چھپے رہتے ہیں۔ بلیک ہولز بذات خود سیاہ ہوتے ہیں، لیکن جب وہ گیس اور دھول کھاتے ہیں، تو وہ ایٹموں کو پھاڑ دیتے ہیں، جس سے ان کے رنگوں کی شعاع نکل جاتی ہے۔ JWST کے آغاز سے بہت پہلے، ماہرین فلکیات کو امید تھی کہ دوربین ان نمونوں کو تلاش کرنے میں مدد کرے گی اور ابتدائی کائنات کے سب سے بڑے اور سب سے زیادہ فعال بلیک ہولز کو تلاش کرنے میں مدد کرے گی تاکہ اس راز کو حل کیا جا سکے کہ وہ کیسے بنے۔

بہت بڑا، بہت جلد

اسرار کا آغاز 20 سال سے زیادہ پہلے ہوا، جب فین کی قیادت میں ایک ٹیم نے ان میں سے ایک کو دیکھا سب سے دور کی کہکشائیں کبھی مشاہدہ کیا ہے — ایک شاندار کواسار، یا ایک کہکشاں جو کہ شاید اربوں سورجوں کے وزنی ایک فعال سپر ماسیو بلیک ہول پر لنگر انداز ہے۔ اس میں 5 کی ریڈ شفٹ تھی، جو بگ بینگ کے تقریباً 1.1 بلین سال کے مساوی تھی۔ آسمان پر مزید جھاڑو دینے کے ساتھ، فین اور اس کے ساتھیوں نے بار بار اپنے ہی ریکارڈ توڑ ڈالے، کواسر ریڈ شفٹ فرنٹیئر کو آگے بڑھایا۔ 6 میں 2001 اور آخر میں 7.6 میں 2021 - بگ بینگ کے صرف 0.7 بلین سال بعد۔

مسئلہ یہ تھا کہ اتنے بڑے بلیک ہولز کا بنانا کائناتی تاریخ میں اتنی جلدی ناممکن نظر آتا تھا۔

کسی بھی چیز کی طرح، بلیک ہولز کو بڑھنے اور بننے میں وقت لگتا ہے۔ اور 6 فٹ لمبے چھوٹے بچے کی طرح، فین کے بڑے سائز کے بلیک ہولز ان کی عمر کے لحاظ سے بہت بڑے تھے - کائنات اتنی پرانی نہیں تھی کہ ان کے لیے اربوں سورج کی اونچائی حاصل کر لیتی۔ ان زیادہ بڑھے ہوئے بچوں کی وضاحت کرنے کے لیے، طبیعیات دانوں کو دو ناگوار اختیارات پر غور کرنے پر مجبور کیا گیا۔

پہلا یہ تھا کہ فین کی کہکشائیں معیاری، تقریباً تارکیی ماس کے بلیک ہولز سے بھری ہوئی تھیں جو سپرنووا اکثر پیچھے رہ جاتی ہیں۔ وہ پھر ضم ہو کر اور آس پاس کی گیس اور دھول کو نگل کر دونوں بڑھے۔ عام طور پر، اگر ایک بلیک ہول کافی جارحانہ طور پر کھانا کھاتا ہے، تو تابکاری کا اخراج اس کے مرسل کو دھکیل دیتا ہے۔ یہ کھانا کھلانے کے جنون کو روکتا ہے اور بلیک ہول کی نشوونما کے لیے رفتار کی حد مقرر کرتا ہے جسے سائنسدان ایڈنگٹن کی حد کہتے ہیں۔ لیکن یہ ایک نرم چھت ہے: دھول کا ایک مستقل طوفان تابکاری کے اخراج پر غالباً قابو پا سکتا ہے۔ تاہم، فین کے درندوں کی وضاحت کے لیے اس طرح کی "سپر-ایڈنگٹن" ترقی کو طویل عرصے تک برقرار رکھنے کا تصور کرنا مشکل ہے۔

یا شاید بلیک ہولز نا ممکن طور پر بڑے پیدا ہو سکتے ہیں۔ ابتدائی کائنات میں گیس کے بادل براہ راست بلیک ہولز میں گر چکے ہوں گے جن کا وزن ہزاروں سورج ہے - ایسی چیزیں پیدا کرتے ہیں جنہیں بھاری بیج کہتے ہیں۔ یہ منظر پیٹ کے لیے بھی مشکل ہے، کیونکہ اتنے بڑے، گانٹھ والے گیس کے بادلوں کو بلیک ہول بننے سے پہلے ستاروں میں ٹوٹ جانا چاہیے۔

JWST کی ترجیحات میں سے ایک ماضی میں جھانک کر اور فین کی کہکشاؤں کے دھندلے آباؤ اجداد کو پکڑ کر ان دو منظرناموں کا جائزہ لینا ہے۔ یہ پیشگی quasars نہیں ہوں گے، لیکن کہکشائیں کچھ چھوٹے بلیک ہولز کے ساتھ quasars بننے کے راستے پر ہیں۔ JWST کے ساتھ، سائنسدانوں کے پاس بلیک ہولز کو دیکھنے کا بہترین موقع ہے جو بمشکل بڑھنا شروع ہوئے ہیں - ایسی چیزیں جو کافی جوان ہیں اور محققین کے لیے اپنے پیدائشی وزن کو کم کرنے کے لیے کافی چھوٹی ہیں۔

یہی ایک وجہ ہے کہ Cosmic Evolution Early Release Science Survey، یا CEERS کے ساتھ ماہرین فلکیات کے ایک گروپ نے، جس کی سربراہی کولبی کالج کے ڈیل کوسیوسکی کر رہے تھے، نے اوور ٹائم کام کرنا شروع کیا جب انہوں نے پہلی بار کرسمس کے بعد کے دنوں میں ایسے نوجوان بلیک ہولز کے ظاہر ہونے کے آثار دیکھے۔

"یہ متاثر کن ہے کہ ان میں سے کتنے ہیں،" لکھا جیہان کارٹلٹیپے۔روچیسٹر انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ماہر فلکیات، سلیک پر ایک بحث کے دوران۔

کوسیوسکی نے جواب دیا۔

راکشسوں کا بڑھتا ہوا ہجوم

سی ای ای آر ایس سپیکٹرا میں، چند کہکشائیں فوری طور پر چھلانگیں لگاتی ہیں جیسے کہ ممکنہ طور پر بچے کے بلیک ہولز کو چھپا رہے ہیں - چھوٹے راکشس۔ ان کے مزید ونیلا بہن بھائیوں کے برعکس، ان کہکشاؤں نے ایسی روشنی خارج کی جو ہائیڈروجن کے لیے صرف ایک کرکرا سایہ کے ساتھ نہیں پہنچی۔ اس کے بجائے، ہائیڈروجن لائن کو رنگوں کی ایک رینج میں سمیر کیا گیا، یا چوڑا کیا گیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کچھ روشنی کی لہریں اس طرح دھنس گئی تھیں جب گردش کرنے والے گیس کے بادلوں نے JWST کی طرف تیزی لائی تھی (جس طرح قریب آنے والی ایمبولینس کے سائرن کی آواز کی لہریں دبے ہوئے ہوتے ہیں) بادلوں کے اڑتے ہی لہریں پھیلی ہوئی تھیں۔ Kocevski اور ان کے ساتھیوں کو معلوم تھا کہ بلیک ہولز صرف ایک ہی چیز کے بارے میں ہیں جو ہائیڈروجن کو اس طرح کے ارد گرد پھینکنے کے قابل ہیں۔

"بلیک ہول کے گرد گردش کرنے والی گیس کے وسیع جز کو دیکھنے کا واحد طریقہ یہ ہے کہ اگر آپ کہکشاں کے بیرل کے نیچے اور دائیں بلیک ہول میں دیکھ رہے ہیں،" کوسیوسکی نے کہا۔

جنوری کے آخر تک، سی ای ای آر ایس کی ٹیم "چھپے ہوئے چھوٹے راکشسوں" میں سے دو کو بیان کرتے ہوئے ایک پری پرنٹ تیار کرنے میں کامیاب ہو گئی تھی، جیسا کہ انہوں نے انہیں بلایا تھا۔ اس کے بعد یہ گروپ منظم طریقے سے اپنے پروگرام کے ذریعے جمع کی گئی سیکڑوں کہکشاؤں کے وسیع تر حصے کا مطالعہ کرنے کے لیے نکلا تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ وہاں کتنے بلیک ہولز تھے۔ لیکن انہیں ایک اور ٹیم نے پکڑ لیا، جس کی سربراہی ٹوکیو یونیورسٹی کے یوچی ہریکانے کر رہے تھے، چند ہفتوں بعد۔ ہریکانے کے گروپ نے انتہائی دور دراز کی 185 کہکشاؤں کو تلاش کیا۔ 10 ملے وسیع ہائیڈروجن لائنوں کے ساتھ - 4 اور 7 کے درمیان ریڈ شفٹوں پر ملین شمسی ماس سینٹرل بلیک ہولز کا ممکنہ کام۔ پھر جون میں، دو دیگر سروے کا تجزیہ جوریٹ میتھی سوئس فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی زیورخ نے مزید 20 افراد کی نشاندہی کی۔چھوٹے سرخ نقطے"وسیع ہائیڈروجن لائنوں کے ساتھ: ریڈ شفٹ کے ارد گرد منتھلی بلیک ہولز 5۔ ایک تجزیہ اگست کے شروع میں پوسٹ کیا گیا۔ ایک اور درجن کا اعلان کیا، جن میں سے کچھ ضم ہو کر بڑھنے کے عمل میں بھی ہو سکتے ہیں۔

"میں بہت عرصے سے ان چیزوں کا انتظار کر رہا ہوں،" والنٹیری نے کہا۔ "یہ ناقابل یقین رہا ہے۔"

لیکن چند ماہرین فلکیات نے ایک بڑے، فعال بلیک ہول کے ساتھ کہکشاؤں کی بڑی تعداد کی توقع کی۔ JWST کے مشاہدات کے پہلے سال میں بچے کواسر اس سے کہیں زیادہ ہیں جو سائنسدانوں نے پیش گوئی کی تھی بالغ quasars کی مردم شماری - 10 گنا اور 100 گنا زیادہ کے درمیان۔

"یہ ایک ماہر فلکیات کے لئے حیرت کی بات ہے کہ ہم شدت کے حکم سے یا اس سے بھی زیادہ تھے،" ایلرز نے کہا، جس نے چھوٹے سرخ نقطوں کے کاغذ میں حصہ ڈالا۔

نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کے NOIRLab میں ماہر فلکیات اور لٹل مونسٹر پیپر کی شریک مصنف سٹیفنی جوناؤ نے کہا کہ "یہ ہمیشہ ہائی ریڈ شفٹ میں ایسا محسوس ہوتا تھا کہ یہ کواسر صرف برف کے تودے کا سرہ ہیں۔" "ہمیں یہ معلوم ہو سکتا ہے کہ اس کے نیچے، یہ [بے ہوش] آبادی عام آئس برگ سے بھی زیادہ ہے۔"

یہ دونوں تقریباً 11 پر جاتے ہیں۔

لیکن اپنے بچپن میں درندوں کی جھلک دیکھنے کے لیے، ماہرین فلکیات جانتے ہیں کہ انہیں 5 کی سرخ شفٹوں سے آگے بڑھنا پڑے گا اور کائنات کے پہلے ارب سالوں میں گہرائی میں دیکھنا پڑے گا۔ حال ہی میں، کئی ٹیموں نے بلیک ہولز کو واقعی بے مثال فاصلے پر کھانا کھلاتے ہوئے دیکھا ہے۔

مارچ میں، کی قیادت میں ایک CEERS تجزیہ ربیکا لارسن، یونیورسٹی آف ٹیکساس، آسٹن کے ایک فلکیاتی طبیعیات دان نے کہکشاں میں ایک وسیع ہائیڈروجن لائن کو 8.7 (بگ بینگ کے 0.57 بلین سال بعد) کی ریڈ شفٹ میں دریافت کیا، جس نے اب تک دریافت ہونے والے سب سے زیادہ دور فعال بلیک ہول کا نیا ریکارڈ قائم کیا۔

لیکن لارسن کا ریکارڈ صرف چند ماہ بعد گر گیا، جب ماہرین فلکیات نے JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) کے تعاون سے GN-z11 کے سپیکٹرم پر ہاتھ ڈالا۔ ریڈ شفٹ 10.6 پر، GN-z11 ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ کے وژن کے سب سے دھندلے کنارے پر تھا، اور سائنس دان تیز آنکھوں سے اس کا مطالعہ کرنے کے لیے بے تاب تھے۔ فروری تک، JWST نے GN-z10 کا مشاہدہ کرنے میں 11 گھنٹے سے زیادہ وقت گزارا تھا، اور محققین فوراً بتا سکتے تھے کہ کہکشاں ایک اوڈ بال تھی۔ اس کی کثرت نائٹروجن "مکمل طور پر عجیب سے باہر تھا،" نے کہا جان شولٹزکیمبرج یونیورسٹی میں JADES کے رکن۔ ایک نوجوان کہکشاں میں اتنی زیادہ نائٹروجن دیکھنا 6 سالہ بچے کو پانچ بجے کے سائے سے ملنے کے مترادف تھا، خاص طور پر جب نائٹروجن کا موازنہ کہکشاں کے آکسیجن کے معمولی ذخیروں سے کیا جائے، ایک آسان ایٹم جسے ستاروں کو پہلے جمع کرنا چاہیے۔

JADES تعاون نے مئی کے اوائل میں مزید 16 یا اس سے زیادہ JWST کے مشاہدے کے اوقات کا تعاقب کیا۔ اضافی اعداد و شمار نے سپیکٹرم کو تیز کیا، جس سے پتہ چلتا ہے کہ نائٹروجن کے دو نظر آنے والے شیڈز انتہائی ناہموار تھے - ایک روشن اور ایک بیہوش۔ ٹیم نے کہا کہ پیٹرن نے اشارہ کیا کہ GN-z11 گھنے گیس کے بادلوں سے بھرا ہوا تھا خوفناک کشش ثقل کی قوت.

"اس وقت جب ہمیں احساس ہوا کہ ہم بلیک ہول کی ایکریشن ڈسک میں گھور رہے ہیں،" شولٹز نے کہا۔ یہ اتفاقی سیدھ اس بات کی وضاحت کرتی ہے کہ کیوں دور دراز کی کہکشاں اتنی روشن تھی کہ ہبل پہلی جگہ دیکھ سکتا تھا۔

انتہائی نوجوان، بھوکے بلیک ہولز جیسے GN-z11 بالکل وہی چیزیں ہیں جو فلکی طبیعیات کے ماہرین کو امید تھی کہ فین کے quasars کیسے بنتے ہیں اس الجھن کو حل کریں گے۔ لیکن ایک موڑ میں، یہ پتہ چلتا ہے کہ یہاں تک کہ اعلیٰ GN-z11 بھی اتنا جوان یا چھوٹا نہیں ہے کہ محققین اس کے پیدائشی بڑے پیمانے کا حتمی طور پر تعین کر سکیں۔

شولٹز نے کہا، "ہمیں بلیک ہول کے ماسز کا پتہ لگانا شروع کرنے کی ضرورت ہے یہاں تک کہ 11 سے بھی زیادہ ریڈ شفٹ ہے۔" "مجھے اندازہ نہیں تھا کہ میں ایک سال پہلے یہ کہہ رہا ہوں، لیکن ہم یہاں ہیں۔"

بھاری پن کا اشارہ

اس وقت تک، ماہرین فلکیات نوزائیدہ بلیک ہولز کو تلاش کرنے اور اس کا مطالعہ کرنے کے لیے مزید باریک چالوں کا سہارا لے رہے ہیں، جیسے کسی دوست کو فون کرنا — یا کوئی اور فلیگ شپ خلائی دوربین — مدد کے لیے۔

2022 کے اوائل میں، Volonteri، Tremblay اور ان کے ساتھیوں نے وقتاً فوقتاً NASA کی چندرا ایکسرے آبزرویٹری کو ایک کہکشاں کلسٹر کی طرف اشارہ کرنا شروع کر دیا جو انہیں معلوم تھا کہ JWST کی مختصر فہرست میں شامل ہوگا۔ کلسٹر ایک عینک کی طرح کام کرتا ہے۔ یہ اسپیس ٹائم کے تانے بانے کو موڑتا ہے اور اس کے پیچھے زیادہ دور کی کہکشاؤں کو بڑا کرتا ہے۔ ٹیم یہ دیکھنا چاہتی تھی کہ آیا ان پس منظر کی کہکشاؤں میں سے کوئی بھی ایکس رے تھوک رہی ہے، جو کہ بلیک ہول کا روایتی کالنگ کارڈ ہے۔

ایک سال کے دوران، چندرا نے کائناتی لینس کو دو ہفتوں تک دیکھا - جو اس کی اب تک کی سب سے طویل مشاہداتی مہموں میں سے ایک ہے - اور UHZ19 نامی کہکشاں سے آنے والے 1 ایکس رے فوٹون جمع کیے، 10.1 کی ریڈ شفٹ. وہ 19 ہائی آکٹین ​​فوٹونز غالباً ایک بڑھتے ہوئے بلیک ہول سے آئے تھے جو بگ بینگ کے نصف بلین سال سے بھی کم عرصے کے بعد موجود تھے، جس سے یہ اب تک کا سب سے دور ایکسرے ذریعہ دریافت ہوا ہے۔

JWST اور Chandra ڈیٹا کو ملا کر، گروپ نے کچھ عجیب اور معلوماتی سیکھا۔ زیادہ تر جدید کہکشاؤں میں، تقریباً تمام کمیت ستاروں میں ہے، مرکزی بلیک ہول میں ایک فیصد یا اس سے بھی کم ہے۔ لیکن UHZ1 میں، کمیت ستاروں اور بلیک ہول کے درمیان یکساں طور پر تقسیم نظر آتی ہے - جو کہ وہ پیٹرن نہیں ہے جس کی ماہرین فلکیات نے سپر-ایڈنگٹن ایکریشن کی توقع کی ہوگی۔

ایک زیادہ قابل فہم وضاحت، ٹیم نے تجویز کی، یہ ہے کہ UHZ1 کا مرکزی بلیک ہول اس وقت پیدا ہوا جب ایک بڑا بادل ایک بہت بڑے بلیک ہول میں ٹکرا گیا، جس سے ستارے بنانے کے لیے تھوڑی سی گیس رہ گئی۔ ٹریمبلے نے کہا کہ یہ مشاہدات "ایک بھاری بیج کے ساتھ ہم آہنگ ہو سکتے ہیں۔" یہ "گیس کی ان دیوہیکل، دیوہیکل گیندوں کے بارے میں سوچنا پاگل ہے جو ابھی گرتی ہیں۔"

یہ ایک بلیک ہول کائنات ہے۔

پچھلے چند مہینوں کے دوران پاگل سپیکٹرا سکیمبل سے کچھ مخصوص نتائج تبدیل ہونے کے پابند ہیں کیونکہ مطالعہ ہم مرتبہ کے جائزے سے گزرتا ہے۔ لیکن وسیع نتیجہ - کہ نوجوان کائنات نے بہت تیزی سے بہت سے بڑے، فعال بلیک ہولز کو کرینک کر دیا - اس کے زندہ رہنے کا امکان ہے۔ آخر کہیں سے فین کی کوسر تو آنی ہی تھی۔

آئلرز نے کہا کہ "ہر چیز کی صحیح تعداد اور تفصیلات غیر یقینی ہیں، لیکن یہ بات بہت قابل یقین ہے کہ ہمیں بلیک ہولز میں اضافے کی ایک بڑی آبادی مل رہی ہے۔" "JWST نے پہلی بار ان کا انکشاف کیا ہے، اور یہ بہت دلچسپ ہے۔"

بلیک ہول کے ماہرین کے لیے، یہ ایک ایسا انکشاف ہے جو برسوں سے پک رہا ہے۔ کے حالیہ مطالعات گندی کشور کہکشائیں جدید کائنات میں اشارہ دیا کہ نوجوان کہکشاؤں میں فعال بلیک ہولز کو نظر انداز کیا جا رہا ہے۔ اور نظریہ سازوں نے جدوجہد کی ہے کیونکہ ان کے ڈیجیٹل ماڈلز نے مسلسل کائناتوں کو اس سے کہیں زیادہ بلیک ہولز کے ساتھ پیدا کیا جتنا کہ فلکیات دان حقیقی میں دیکھ رہے تھے۔

"میں نے ہمیشہ کہا کہ میرا نظریہ غلط ہے اور مشاہدہ درست ہے، اس لیے مجھے اپنے نظریہ کو درست کرنے کی ضرورت ہے،" والنٹیری نے کہا۔ پھر بھی شاید تضاد نظریہ کے ساتھ کسی مسئلے کی طرف اشارہ نہیں کر رہا تھا۔ "شاید ان چھوٹے سرخ نقطوں کا حساب نہیں لیا جا رہا تھا،" اس نے کہا۔

اب جب کہ بلیک ہولز ایک پختہ ہونے والی کائنات میں صرف کائناتی کیمیوز سے زیادہ بن رہے ہیں، فلکیاتی طبیعیات دان حیران ہیں کہ کیا چیزوں کو میٹیر نظریاتی کرداروں میں دوبارہ ترتیب دینے سے کچھ دوسرے سر درد کو دور کیا جا سکتا ہے۔

JWST کی پہلی تصاویر میں سے کچھ کا مطالعہ کرنے کے بعد، کچھ ماہرین فلکیات نے فوری طور پر اس بات کی نشاندہی کی۔ کہکشاں ان کی جوانی کو دیکھتے ہوئے، ناممکن طور پر بھاری لگ رہا تھا. لیکن کم از کم کچھ معاملات میں، ایک آنکھ بند کر کے روشن بلیک ہول محققین کو اردگرد کے ستاروں کی اونچائی کا اندازہ لگانے کے لیے رہنمائی کر سکتا ہے۔

ایک اور نظریہ جس میں موافقت کی ضرورت ہو سکتی ہے وہ شرح ہے جس پر کہکشائیں ستاروں کو منتشر کرتی ہیں، جو کہکشاں کی نقلوں میں بہت زیادہ ہوتی ہے۔ کوسیوسکی نے قیاس کیا کہ بہت سی کہکشائیں چھپے ہوئے عفریت کے مرحلے سے گزرتی ہیں جو ستاروں کی تشکیل میں سست روی کا باعث بنتی ہے۔ وہ ستارے سے تیار ہونے والی دھول میں ڈھل کر شروع ہوتے ہیں، اور پھر ان کا بلیک ہول اتنا طاقتور ہو جاتا ہے کہ ستارے کی چیزیں کوسموس میں بکھیر دیں، جس سے ستارے کی تشکیل سست ہو جاتی ہے۔ "ہو سکتا ہے کہ ہم کھیل میں اس منظر کو دیکھ رہے ہوں،" انہوں نے کہا۔

جیسے ہی ماہرین فلکیات نے ابتدائی کائنات کا پردہ اٹھایا ہے، تعلیمی اندازے ٹھوس جوابات سے کہیں زیادہ ہیں۔ جیسا کہ JWST پہلے ہی تبدیل کر رہا ہے کہ ماہرین فلکیات فعال بلیک ہولز کے بارے میں کس طرح سوچتے ہیں، محققین جانتے ہیں کہ اس سال ٹیلی سکوپ کے ذریعے سامنے آنے والے کائناتی ویگنیٹس صرف آنے والی چیزوں کے مقابلے میں کہانیاں ہیں۔ JADES اور CEERS جیسی مہمات کا مشاہدہ کرتے ہوئے ایسے درجنوں بلیک ہولز پائے گئے ہیں جو پورے چاند کے سائز کے تقریباً دسویں حصے پر آسمان کے ٹکڑوں سے ان کی طرف گھور رہے ہیں۔ بہت سے بچے بلیک ہولز دوربین اور اس کے ماہرین فلکیات کی توجہ کے منتظر ہیں۔

سکسینہ نے کہا کہ "یہ تمام پیش رفت پہلے نو سے 12 مہینوں میں ہوئی ہے۔" "اب ہمارے پاس اگلے نو یا 10 سالوں کے لیے [JWST] ہے۔"