تزن الثقوب السوداء الهائلة ذات الكتلة الكبيرة التي تكونت بفضل النجوم خلال السوبرنوفا ما بين بضع إلى عشرات أضعاف كتلة الشمس، كما يوجد في منتصف المجرات ثقوب سوداء ذات كتل كبيرة تزن ملايين –أو قد تكون مليارات– أضعاف كتلة الشمس (الكوازارات). ولفترة طويلة من الزمان، اعتقد علماء الفلك أن الثقوب السوداء ذات الكتل الضخمة تنمو ببطء كبير. ولكن في الفترة الحالية، أظهرت الملاحظات أن تلك الثقوب السوداء الهائلة كانت في مكانها الحالي وبحجمها الكبير بالفعل قبل حتى تكون النجوم الأولى.
نظرية الانهيار المباشر:
اقترح الباحثون الذين يحاولون فهم تكوين هذه الأجسام سيناريوهات حول ذلك. والآن، نُشرت إحدى المقالات التي تضم بعض الأفكار المتعلقة بالموضوع في جريدة الفيزياء الفلكية مقترحةً أن تلك الثقوب السوداء البدائية ربما قد انهارت من سحابة غازية كبيرة، وبالنظر إلى كل من الجاذبية والمدى الزمني القصير، فهي لا تمتلك وقتًا لتتفكك إلى أجزاء ومن ثم تتحول إلى نجوم، وفي تلك الحالة تسمى تلك الثقوب السوداء بثقوب الانهيار المباشر السوداء (direct-collapse black holes).
بدأت الثقوب السوداء حياتها بحجم ضخم -ليس هائلًا– وبكتلة تُقدر بين عشرات الآلاف ومئات الآلاف مضروبة بكتلة الشمس. كما تولد تلك الأشياء جائعة ومحاطة بالأتربة والغازات التي تعتبر الوجبة المفضلة. ثم تبدأ بالتمسك بتلك المواد بشكل استثنائي، وسرعان ما تنمو إلى أحجام كبيرة لتشكيل الثقوب السوداء الهائلة.
إضافة إلى ذلك، وفقًا للدكتور شانتانو باسو (Shantanu Basu) من جامعة ويسترن ( Western University) في بيان له: «كانت لدى الثقوب السوداء هائلة الكتلة فترة زمنية قصيرة إذ تمكنت من النمو سريعًا، ولكنها توقفت بسبب الإشعاعات الصادرة من الكون عن طريق نجوم وثقوب سوداء أخرى، وهذا هو سيناريو الانهيار المباشر».
تقدم دراسة جديدة بعض الأدلة عن ملحوظات غير مباشرة في أن هذا السيناريو صحيح بالفعل، كما صمم فريق الباحثين قانون القوة الرياضية وذلك لتقدير عدد الثقوب السوداء التي قد تنجم عن كتلة معينة من الانهيار المباشر.
وهنا تمكن الباحثون من إظهار أنه في حالة استمرار الثقوب السوداء في النمو بسرعة منتظمة بعد سنواتها الأولى، فيجب أن يكون لمعانها متوافقًا مع الملحوظات التي شوهدت خلال مجموعة من الكوازارات.
ما هي الكوازارات؟
الكوازارات هي عبارة عن مجرات نشطة للغاية تجري عمليات تشكيل للثقب الأسود بصورة خارقة تفوق النجوم جميعها. كان اكتشافها في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون بمثابة أداة تركيب نظريات تكوين الثقوب السوداء الهائلة.
كما أن بعضها مسبقًا يملك كتلة تقدر بمليارات كتلة الشمس وذلك بعد 800 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم، وهنا يمكن أن توضح نظرية الانهيار المباشر كيفية تكون هذه الأجسام.
اقرأ أيضًا:
ثقب أسود سرعة دورانه نصف سرعة الضوء
كميّة من المادة بحجم الأرض سُحِبت إلى ثقب أسود بسرعة لم نشاهدها من قبل
ترجمة: عمر ونيس
تدقيق: عون حداد
مراجعة: رزان حميدة
