قبل حوالي 13 مليار سنة ، عندما كان كوننا لا يزال مجرد شركة ناشئة متقطعة ، ضرب الكون خطًا مبدعًا وأخرج ثقوبًا سوداء هائلة إلى اليسار واليمين والوسط.
لا يزال بإمكان الفلكيين إلقاء نظرة خاطفة على هذه الآثار من الكون المبكر عندما ينظرون إلى الكوازارات ، وهي أشياء كبيرة بشكل لا يصدق ، وأشياء ساطعة بشكل مذهل يُعتقد أنها تعمل بواسطة ثقوب سوداء قديمة أضخم بمليارات المرات من شمس الأرض. ومع ذلك ، فإن وجود هذه الأشياء القديمة يمثل مشكلة. يبدو أن العديد من النجوم الزائفة نشأت من أول 800 مليون سنة من الكون ، قبل وقت طويل من نمو أي نجوم كبيرة أو كبيرة بما يكفي للانهيار تحت كتلتها الخاصة ، والانفجار في مستعر أعظم وتشكيل ثقب أسود.
إذن ، من أين تأتي هذه الثقوب القديمة في نسيج الزمكان؟ وفقًا لإحدى النظريات الشائعة ، ربما كل ما يتطلبه الأمر هو الكثير من الغاز.
في دراسة جديدة ، نُشرت في 28 يونيو في مجلة Astrophysical Journal Letters ، قام الباحثون بتشغيل نموذج حاسوب لإظهار أن بعض الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر يمكن أن تتشكل ببساطة عن طريق تجميع كمية هائلة من الغاز في سحابة واحدة مرتبطة بالجاذبية. وجد الباحثون أنه في بضع مئات من ملايين السنين ، يمكن أن تنهار سحابة كبيرة بما يكفي تحت كتلتها الخاصة وتخلق ثقبًا أسود صغيرًا - لا يلزم مستعر أعظم.
تُعرف هذه الأشياء النظرية بالثقوب السوداء للانهيار المباشر (DCBHs). وفقًا لخبير الثقب الأسود Shantanu Basu ، المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة وعالم الفيزياء الفلكية في الجامعة الغربية في لندن ، أونتاريو ، فإن إحدى السمات المميزة لـ DCBHs هي أنها يجب أن تكون قد تشكلت بسرعة كبيرة جدًا خلال فترة زمنية وجيزة جدًا في الكون المبكر.
وقال باسو لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: "تتشكل الثقوب السوداء على مدى 150 مليون سنة فقط وتنمو بسرعة خلال هذا الوقت". "تلك التي تشكلت في الجزء الأول من النافذة الزمنية البالغة 150 مليون سنة يمكن أن تزيد كتلتها بمعامل 10 آلاف".
كيف تتحول سحابة الغاز إلى ثقب أسود؟ وفقًا لدراسة أجريت في عام 2017 ، يتطلب مثل هذا التحول مجرتين بشخصيات مختلفة جدًا: أحدهما أكثر من اللازم للكون الكوني الذي يشكل الكثير من النجوم الصغيرة والآخر كومة صغيرة من الغاز الخالي من النجوم.
عندما تتشكل نجوم جديدة في المجرة المزدحمة ، تنفجر تيارًا مستمرًا من الإشعاع الساخن الذي يغسل فوق المجرة المجاورة ، مما يمنع الغاز هناك من الاندماج في النجوم الخاصة به. ووجد باسو أنه في غضون بضع مئات الملايين من السنين ، يمكن أن تتراكم سحابة الغاز الخالية من النجوم في الكثير من المواد لدرجة أنها تنهار ببساطة تحت ثقلها ، وتشكل ثقبًا أسود دون إنتاج نجم على الإطلاق.
بعد فترة وجيزة ، يمكن أن يستمر هذا الثقب الأسود "البذور" للوصول إلى حالة فائقة الكتلة من خلال التهام المواد بسرعة من السدم القريبة - ربما تولد الكوازارات الهائلة التي يمكننا رؤيتها اليوم.
وفقًا لباسو ، قد يكون هذا العمل من الكوريغرافيا الكونية ممكنًا لفترة زمنية قصيرة فقط ، في غضون 800 مليون سنة الأولى من عمر الكون ، قبل أن يصبح الفضاء مزدحمًا جدًا بالنجوم والثقوب السوداء الأخرى حتى تحدث العملية. في غضون مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، ربما يكون هناك بالفعل الكثير من إشعاع الخلفية في الكون لدرجة أن الثقب الأسود الهائل سيكافح للعثور على ما يكفي من الغاز لامتصاصه ومواصلة نموه المتسارع.
وقال باسو "نحن لا نفترض أي إنتاج جديد للثقوب السوداء بعد فترة 150 مليون سنة". وهذا يفسر سبب وجود انخفاض حاد في أعداد الثقوب السوداء فوق كتلة معينة وإضاءة في الكون ».
بينما تظل DCBHs نظرية في الوقت الحالي ، يعتقد بعض علماء الفلك أن تلسكوب هابل الفضائي ربما يكون قد التقط بالفعل مثل هذا الجسم في عام 2017. وفقًا لمؤلفي دراسة من ذلك العام حول هذا الموضوع ، اختفى ببساطة نجم عملاق أمام كاميرا هابل العين ، تختفي بدون وميض السوبرنوفا. وكتب الباحثون أن أفضل تفسير هو أن النجم الهائل انهار ببساطة في ثقب أسود دون أي أبهة أو ألعاب نارية.
خلال المسح متعدد السنوات الذي بلغ ذروته في دراسة 2017 ، انفجرت ستة نجوم مجاورة أخرى في النار والغضب ، مما يشير إلى أن ما يقرب من 1 من كل 7 (14 ٪) نجوم كبيرة تلبي نهاياتها ببساطة عن طريق التلاشي في الفراغ.
