وتعد الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية هي تلك التي تتشكل في نهاية حياة النجوم العملاقة ولها كتل تتراوح بين بضع مئات من أضعاف كتلة الشمس.
واستخدم خبراء من الكلية الدولية للدراسات المتقدمة (SISSA) نهجا حسابيا جديدا لتقدير عدد هذه الثقوب التي يعتقد أنها تشكلت.
وعلاوة على ذلك، قالوا إن هذه الثقوب السوداء تمثل 1% من كل المواد العادية أو "الباريونية" في الكون المرئي، والذي يبلغ عرضه 93 مليار سنة ضوئية.
وقال الفريق إن النتائج تمهد الطريق لفهم أفضل لكيفية تطور الثقوب السوداء النجمية والمتوسطة الكتلة إلى ثقوب سوداء فائقة الكتلة.
وأجري الحساب بواسطة عالم الفيزياء الفلكية النظري أليكس سيسيليا من Trieste، ومقرها إيطاليا SISSA وزملائه.
وأوضح سيسيليا: "تكمن الشخصية المبتكرة لهذا العمل في الجمع بين نموذج مفصل للتطور النجمي والثنائي مع وصفات متقدمة لتشكيل النجوم وإثراء المعادن في المجرات الفردية. وهذا هو واحد من أول، وواحد من أقوى "ab initio" من المبادئ الأولى لحساب وظيفة كتلة الثقب الأسود النجمي عبر التاريخ الكوني".
ولحساب تقديرهم لعدد الثقوب السوداء في الكون المرئي، قام الفريق بدمج نماذج لكيفية تطور أزواج النجوم الفردية والثنائية، مع بيانات عن الخصائص المجرية الأخرى ذات الصلة.
وتضمنت الأخيرة معلومات عن معدلات تشكل النجوم وكتلها ومعدنية الوسط بين النجوم - وكلها تؤثر على تكوين الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية. كما أخذوا في الاعتبار دور عمليات اندماج الثقوب السوداء.
ومن هذا المنطلق، تمكن الفريق أيضا من حساب توزيع كتلة هذه الثقوب السوداء عبر التاريخ الكامل للكون المرئي.
وإلى جانب تقدير العدد الإجمالي للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في الكون المرئي، استكشف الباحثون أيضا طرقا مختلفة يمكن أن تتشكل من خلالها الثقوب السوداء ذات الكتل المختلفة.
وشمل ذلك النظر في الأصول المحتملة للنجوم المعزولة وأنظمة النجوم الثنائية والعناقيد النجمية الأكثر اكتظاظا.
ووجد الفريق أن أكبر الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تتشكل عادة من اصطدام الثقوب السوداء الصغيرة داخل العناقيد النجمية - وهي فكرة تتطابق جيدا مع بيانات موجات الجاذبية التي جمعت حتى الآن حول تصادمات الثقوب السوداء.
وفي الواقع، مع اكتمال هذه الدراسة الأولية، يتطلع الباحثون الآن إلى إجراء حسابات مماثلة تركز بدلا من ذلك على الثقوب السوداء متوسطة الكتلة، ثم بعد ذلك، نظرائها فائقة الكتلة.
ونشرت النتائج الكاملة للدراسة في مجلة الفيزياء الفلكية.
المصدر: ديلي ميل