من المحتمل جدًا أن تكون الصورة الأخيرة التي تتبادر إلى الذهن عند التفكير في الثقوب السوداء هي أنها تحتاج إلى الرعاية والتدوين والحماية عندما تكون صغيرة. لكن بحثًا جديدًا يكشف عن أول ثقوب سوداء كبيرة في الكون تكونت على الأرجح ونمت عميقًا داخل شرانق ضخمة عملاقة تشبه النجوم التي أخمدت إشعاعها القوي بالأشعة السينية ومنع الغازات المحيطة من التطاير.
قال ميتشل بيجلمان ، من جامعة كولورادو بولدر: "حتى وقت قريب ، كان تفكير الكثيرين هو أن الثقوب السوداء الهائلة بدأت من دمج العديد من الثقوب السوداء الصغيرة في الكون". "هذا النموذج الجديد لتطوير الثقب الأسود يشير إلى طريق بديل محتمل لتشكيلها."
يعتقد أن الثقوب السوداء العادية هي بقايا نجوم أكبر قليلاً من شمسنا التي استهلكت وقودها وماتت.
لكن من المحتمل أن تكون أول ثقوب سوداء كبيرة تتكون من نجوم كبيرة جدًا تشكلت مبكرًا في الكون ، ربما في غضون بضع مئات الملايين من السنين بعد الانفجار العظيم. تتضمن العملية الفريدة لهذه النجوم الكبيرة التي تحولت إلى ثقوب سوداء تكوين شرنقة واقية مصنوعة من الغاز.
قال بيجلمان: "ما هو جديد هنا هو أننا نعتقد أننا وجدنا آلية جديدة لتشكيل هذه النجوم العملاقة الهائلة ، والتي تعطينا طريقة جديدة لفهم كيف تكونت الثقوب السوداء الكبيرة بسرعة كبيرة نسبيًا".
كانت هذه النجوم الضخمة المبكرة قد نمت إلى حجم ضخم - تصل إلى عشرات الملايين من المرات كتلة شمسنا - وكانت قصيرة الأجل ، مع انهيار لبها في بضعة ملايين من السنين فقط.
وقال بيجلمان إن المتطلب الرئيسي لتكوين النجوم فائقة الكتلة هو تراكم المادة بمعدل كتلة شمسية واحدة في السنة. بسبب الكمية الهائلة من المواد التي تستهلكها النجوم الفائقة الكتلة ، ربما تكون الثقوب السوداء اللاحقة التي تشكلت في مراكزها قد بدأت أكبر بكثير من الثقوب السوداء العادية.
وقال بيجلمان إن النجوم الهائلة التي تحرق الهيدروجين كان يجب أن تستقر بدورتها الخاصة أو بأي شكل آخر من أشكال الطاقة مثل المجالات المغناطيسية أو الاضطراب من أجل تسهيل النمو السريع للثقوب السوداء في مراكزها.
بعد أن تشكلت الثقوب السوداء ، دخلت العملية مرحلتها الثانية ، التي أطلق عليها بيجلمان اسم "quasistar". في هذه المرحلة ، نمت الثقوب السوداء بسرعة عن طريق ابتلاع المادة من الغلاف المتضخم للغاز المحيط بها ، والتي تضخمت في نهاية المطاف إلى حجم كبير مثل النظام الشمسي للأرض وتبرد في نفس الوقت.
بمجرد أن تبرد أشباه النجوم بعد نقطة معينة ، بدأ الإشعاع بالهروب بمعدل مرتفع لدرجة أنه تسبب في انتشار غلاف الغاز وترك وراءه ثقوب سوداء تصل إلى 10000 مرة أو أكثر من كتلة شمس الأرض. مع مثل هذه البداية الكبيرة على الثقوب السوداء العادية ، كان من الممكن أن تتطور إلى ثقوب سوداء فائقة الكتلة بملايين أو مليارات المرات من كتلة الشمس إما عن طريق امتصاص الغازات من المجرات المحيطة أو الاندماج مع ثقوب سوداء أخرى في تصادمات مجرية شديدة العنف.
قال بيجلمان إن الثقوب السوداء الكبيرة التي تشكلت من النجوم الفائقة الضخمة يمكن أن يكون لها تأثير كبير على تطور الكون ، بما في ذلك تكوين المجرة ، وربما تستمر في إنتاج أشباه النجوم - وهي مراكز مشرقة للغاية وحيوية من المجرات البعيدة التي يمكن أن تكون أكثر إشراقًا بمليون مرة من شمسنا.
ستنشر ورقة بيجلمان في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
المصدر: EurekAlert
