أكد علماء الفلك وجود نجوم الثقوب السوداء في المليار الأول من سنوات الكون، بناءً على ملاحظات من مرصد جيمس ويب الفضائي. هذه الأجسام، المعروفة باسم النقاط الحمراء الصغيرة، هي كرات غاز هائلة مدعومة بثقوب سوداء مركزية تتوهج مثل نجوم عملاقة. الاكتشاف يحل لغزًا رئيسيًا حول هذه المجرات المضغوطة والمضيئة.
كشف مرصد جيمس ويب الفضائي (JWST) عن سكان مفاجئين من الأجسام في الكون المبكر، يعود تاريخها إلى المليار الأول من سنواته. المسماة بالنقاط الحمراء الصغيرة (LRDs)، تظهر هذه كمجرات شديدة الضغط والاحمرار والإشراق، مختلفة عن تلك المرصودة في الكون القريب. اقترحت النظريات الأولية أنها قد تكون ثقوب سوداء فائقة الكتلة محاطة بالغبار أو مجرات مكدسة بالنجوم، لكن لا شيء يفسر تمامًا أنماط الضوء المكتشفة.
اقترح فريق بقيادة آنا دي غراف في جامعة هارفارد بديلاً: نجوم الثقوب السوداء. هذه كرات غاز كثيفة مع ثقب أسود في النواة. مع تراكم المادة على الثقب الأسود، يؤدي إطلاق الطاقة الجاذبية إلى إضاءة الغاز المحيط، محاكيًا نجمًا لكن على نطاق هائل — مليارات المرات أكثر إشراقًا من الشمس. "عندما تسقط المادة في الثقب الأسود، يتم إطلاق الكثير من الطاقة الجاذبية، وهذا يمكن أن يجعل كرة الغاز بأكملها حوله تتوهج مثل نجم"، شرحت دي غراف.
بتحليل طيفيات أكثر من 100 LRD، وجد الباحثون أنماطًا تطابق إشعاع الجسم الأسود من سطح أملس، مشابه للنجوم، بدلاً من الطيف المعقد للمجرات ذات مصادر ضوء مختلطة. "نموذج نجم الثقب الأسود موجود منذ فترة لكنه كان يُعتقد أنه غريب جدًا، لكنه يعمل فعليًا ويبدو الأكثر منطقية"، قالت جيليان بيلوفاري في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في نيويورك. أضاف أنتوني تايلور من جامعة تكساس في أوستن: "إنه إطار بسيط، لكنه يفسر [الملاحظات] بشكل رائع، دون الحاجة إلى فيزياء غريبة حقًا".
أحد LRDs البارزين، الملقب بـ"The Cliff"، أظهر سمات طيفية لا يمكن تفسيرها بالنماذج السابقة، مما يدعم حالة نجوم الثقوب السوداء. "رأينا سمات معينة في الطيف لا يمكن تفسيرها بأي من نماذجنا الحالية"، لاحظت دي غراف. ومع ذلك، يظل تأكيد وجود الثقب الأسود صعبًا بسبب غلاف الغاز الكثيف المعتم. تتغير الضوء، علامة مميزة للثقوب السوداء المتراكمة، اختبار محتمل، على الرغم من قيود الملاحظة في JWST تعيق الرصد طويل الأمد.
استخدم دراسة لفنغوو صن في هارفارد عدسة جاذبية لمراقبة LRD واحد عبر أربع صور، تمتد 130 عامًا من زمن سفر الضوء. تتشابه تغيرات السطوع مع تلك للنجوم النابضة لكن بأكبر سعة، متوافقة مع فكرة نجم الثقب الأسود. إذا تم التحقق، قد تمثل هذه الأجسام مرحلة جديدة في نمو الثقوب السوداء الفائقة الكتلة، غائبة في الكون المحلي. "هذا يمكن أن يكون مثل وضع نمو جديد... لهذه الثقوب السوداء الفائقة الكتلة"، اقترحت دي غراف، على الرغم من أن عمرهم ومساهمتهم في الكتلة لا يزال غير واضح.