كيف ولدت الثقوب السوداء الأولى في الكون؟

كانت الثقوب السوداء الأولى في المرحلة المبكرة لتطور الكون، تتنامى بسرعة هائلة بمساعدة مجرات مجاورة.

حيث تنهار المجرة ويتشكل الثقب الأسود العملاق بكتلة تعادل كتلة مليون شمس خلال 100 ألف عام، ما يعادل لحظة واحدة بالمقاييس الكونية.

وقال الباحث في جامعة كولومبيا الأمريكية في نيويورك، زولتان هايمن، إن الثقب الأسود يتنامى بسرعة حيث تبلغ كتلته بعد مرور بضع ملايين من الأعوام ما يعادل كتلة مليار شمس.

وكان من المعتقد أن الثقوب السوداء العملاقة التي تتراوح كتلتها بين مليون كتلة شمس، وكتلة مليار شمس تعيش عادة وسط المجرات الضخمة، وكان العلماء يعتبرون سابقا أن مثل هذه الأجرام الفضائية تنشأ كما نشأت غيرها من الثقوب السوداء، أي نتيجة انتهاء جاذبية النجوم والاندماج مع ثقوب سوداء أخرى فيما بعد.

إلا أن رصد أولى المجرات في الكون جعلت علماء الفيزياء الفلكية يغيرون وجهة نظرهم، وذلك بعد أن عثروا وسط تلك المجرات على ثقوب سوداء بكتلة تعادل كتلة عشرات المليارات من الشموس، ودلت الحسابات على أن الوقت كان لا يكفي لنمو الثقوب السوداء حتى هذا الحجم لو ولدت كثقوب سوداء صغيرة.

إقرأ المزيد

"فايبر" يطلق ميزات جديدة لمحادثات أكثر أمانا

لذلك بدأ بعض العلماء يعتقدون أن هناك سيناريو آخر لولادة الثقوب السوداء العملاقة حيث تلعب المجرات المجاورة الضخمة دورا حاسما في تناميها وبلوغها أبعادا ضخمة.

وقال هايمن: "عندما يبدأ الثقب الأسود بالنمو وسط المجرة؛ تنشأ في داخل جنينه حُزم من المادة والغازات والغبار حيث تلد مئات النجوم، لكن تلك النجوم تقاوم جاذبية الثقب الأسود بشدة، الأمر الذي يُبطئ تناميه".

إلا أن عملية تشكل النجوم يمكن أن تتوقف إذا انقسمت جزيئات الهيدروجين وقت انضغاط جنين الثقب الأسود إلى ذرات وأيونات منفردة، ويمكن أن تساعد في ذلك مجرة ضخمة مجاورة تمتلك عددا كافيا من النجوم الفتية التي تولد كميات كبيرة من الأشعة السينية وفوق البنفسجية.

وقرر العلماء التأكد من صحة تلك الفرضية، وذلك عن طريق إعداد نموذج محوسب للكون المبكر الذي تقطنه أجنة الثقوب السوداء والمجرات الفتية.

وأظهرت الحوسبة أن مجرة ضخمة بوسعها أن تُسرّع عملية تنامي الثقوب السوداء في وسط جارتها، حيث تسخن الغاز وينقسم إلى ذرات منفردة .

ويأمل هايمن وزملاؤه بأن يساعدهم إطلاق مرصد "جايمس واب" بصفته أكبر وأقوى مرصد مداري في العالم على تأكيد فرضيتهم وفهم دور المجرات الضخمة الفتية في تشكل الثقوب السوداء العملاقة.

المصدر:

يفغيني دياكونوف