كيف تشكلت الثقوب السوداء في بدايات الكون؟

#تحدي90يوم

هناك نوعان من الثقوب السوداء: الثقوب السوداء النجمية، التي تكون صغيرة وتتشكل عندما ينهار نجم كبير، وينتج عنه انفجار المستعر الأعظم، والثقوب السوداء فائقة الكتلة، التي تظل كيفية تشكلها لغزاً محيراً.

يُعتقد أن الكون في بداياته كان يعج بثقوبٍ سوداء فائقة الكتلة حيث كانت قادرة على تجميع الغاز والغبار الكوني الذي يدخل في تكوين النجوم والكواكب، والتي اجتمعت في نهاية المطاف على شكل مجرات. لكن، كيف ظهرت الثقوب السوداء الأولى -مصنع النجوم- إذا لم يكن ثمة نجوم تنهار في الكون؟

ربما نكون على مشارف حل هذه المعضلة، حيث تقدم دراسة جديدة نُشرت في دورية «ذا أستروفيزيكال جورنال ليترز» نموذجاً جديداً يمكن أن يفسر كيفية تشكل هذه الثقوب الضخمة دون الحاجة للنجوم، وهو ما قد يحل لغزاً ظل طويلاً يفتقر إلى أي تفسير علمي دقيق.

يصرح «شانتانو باسو»، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ويسترن في أونتاريو بكندا، أن النموذج يعتمد على فكرة بديلة تدرس أسباب توقف الثقوب السوداء عن النمو. فمن جانب، لدينا نموذج «النجم المنهار» (الموضح في صورة المقال).

في هذه الحالة، يتوقف انهيار الجاذبية بسبب الضغط الحراري والإشعاعي الشديد الذي يولّد في مركز النجم. على الجانب الآخر، لدينا نموذج «الانهيار المباشر»، وينبني على افتراض أن الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكن أن تتشكل بسرعةٍ كبيرة خلال فترة زمنية قصيرة للغاية، ثم تتوقف بعدها.