مجرات صغيرة فضائية تابعة لدرب التبانة، المعروفة باسم سيج 1، تحتوي على ثقب أسود فائق الكتلة أكبر بكثير مما هو متوقع لحجمها. هذا الاكتشاف يتحدى الافتراضات الطويلة الأمد بأن مثل هذه المجرات القزمة تُحتفظ معًا بشكل أساسي بواسطة المادة المظلمة. استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لكشف وجود الثقب الأسود في مركز المجرة.
سيج 1، إحدى الجيران المجريين الأصغر لدرب التبانة، تحتوي على حوالي 1,000 نجمة فقط—تُقزم أمام مئات المليارات في درب التبانة. اعتقد لفترة طويلة أنها تهيمن عليها المادة المظلمة بسبب عدم كفاية الجاذبية النجمية لربطها، لكن المجرة تبدو الآن أنها تستضيف ثقبًا أسود فائق الكتلة في نواتها. هذا الثقب الأسود أكثر كتلة بحوالي 10 مرات من جميع نجوم سيج 1 مجتمعة، مع كتلة تعادل حوالي 450,000 شمس.
ناثانيال لوجان في جامعة تكساس في سان أنطونيو وزملاؤه قاموا بتشغيل محاكيات حاسوبية واسعة النطاق لنمذجة ديناميكيات سيج 1. كانوا يتوقعون في البداية أن تكون المادة المظلمة العامل الرئيسي لكنهم وجدوا خلاف ذلك. "كنت أشغل مئات الآلاف من النماذج، ولم أجد شيئًا يناسب"، قال لوجان. "ثم قررت أخيرًا التلاعب بكتلة الثقب الأسود وفجأة بدأت تعمل."
نجوم المجرة تشير إلى أنها تشكلت حوالي 400 مليون سنة بعد أول نجوم الكون، مما يترك وقتًا قليلاً لنمو ثقب أسود كبير كهذا، خاصة مع درب التبانة تسحب الغاز القريب. هذا يثير أسئلة حول تشكل الثقوب السوداء في الكون المبكر.
"هذا يعني على الأرجح أن هناك المزيد من الثقوب السوداء فائقة الكتلة مما كنا نفكر"، لاحظ لوجان. هذه يمكن أن تفسر بعض التأثيرات الجاذبية التي نسبت سابقًا إلى المادة المظلمة. ومع ذلك، لا يزال غير واضح إذا كانت سيج 1 تمثل مجرات قزمة أخرى، مما يدفع إلى عمليات بحث إضافية. النتائج منشورة في The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae0b4f).