Language
Country/Area
No result found
عجائب فلكية خفية: كيف يؤدي انهيار الثقب الأسود المباشر إلى كشف لغز تشكل الثقب الأسود الهائل؟
الثقوب السوداء المنهارة مباشرة (DCBHs) هي نوع من النماذج الأولية للثقوب السوداء ذات الكتلة العالية والتي تتكون من الانهيار المباشر لكميات كبيرة من المادة. ويعتقد أن هذه الثقوب السوداء تشكلت في نطاق الانزياح الأحمر z=15–30، عندما كان عمر الكون يتراوح بين 100 إلى 250 مليون سنة. على عكس أسلاف الثقوب السوداء التي تشكلها نجوم الجيل الأول (وتسمى أيضًا نجوم النوع الثالث)، تتشكل بذور الثقوب السوداء المنهارة بشكل مباشر من خلال عدم الاستقرار النسبي العام المباشر. عندما تتشكل هذه الثقوب السوداء، يكون لها كتلة تبلغ عادة حوالي 10^5 كتلة شمسية.
تم اقتراح هذا النوع من النموذج الأولي للثقب الأسود في الأصل لمواجهة تحدي مراقبة الثقوب السوداء الهائلة عند الانزياح الأحمر z~7، وهو ما تم تأكيده من خلال العديد من الملاحظات.
آلية التكوين
يُعتقد أن الثقوب السوداء المنهارة مباشرة (DCBHs) هي النماذج الأولية للثقوب السوداء العملاقة التي تشكلت في الكون ذي الانزياح الأحمر العالي، حيث تبلغ كتلتها حوالي 10^5 M☉ عند تشكلها، ولكنها يمكن أن تتراوح من 10^4 M☉ إلى 10^6 M☉. الظروف البيئية لتكوين DCBH هي كما يلي: <أول>إن تلبية الشروط المذكورة أعلاه يمكن أن يمنع تبريد الغاز وبالتالي منع تجزئة سحابة الغاز الأصلية. تتعرض السحب الغازية التي تفشل في التفتت وتكوين النجوم إلى انهيار جاذبي عالمي وتصل إلى كثافات مادية عالية للغاية في نواتها، حوالي 10 ^ 7 جم / سم 3. عند هذه الكثافات، سوف يتعرض الجسم لعدم استقرار نسبي عام، مما يؤدي في النهاية إلى تشكيل ثقب أسود بكتلة تبلغ حوالي 10^5 كتلة شمسية، أو حتى تصل إلى مليون كتلة شمسية. ويؤدي حدوث هذا عدم الاستقرار، مع غياب المرحلة النجمية المتوسطة، إلى تسمية هذا النوع من الثقوب السوداء بالثقب الأسود المنهار المباشر.
إحصائيات الكمية
يُعتقد أن الثقوب السوداء المنهارة بشكل مباشر نادرة للغاية في الكون ذي الانزياح الأحمر العالي لأن تلبية الشروط الأساسية الثلاثة لتكوينها في وقت واحد أمر صعب للغاية. تشير عمليات المحاكاة الكونية الحالية إلى أن كثافة عدد الثقوب السوداء المحيطية عند الانزياح الأحمر 15 قد تكون حوالي 1 فقط لكل جيجاباسكال مكعب. في الحالة الأكثر تفاؤلاً، واستناداً إلى الحد الأدنى من تدفق الفوتون ليمان-ويرث المطلوب للتكوين، فإن كثافة العدد قد تصل إلى حوالي 10^7 DCBHs لكل جيجاباسكال مكعب.تقدم الاكتشاف
في عام 2016، استخدم فريق بقيادة عالم الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد فابيو باكوتشي بيانات من تلسكوب هابل الفضائي ومرصد تشاندرا للأشعة السينية لتحديد أول اثنين من المرشحين لثقب أسود من النوع المنهار بشكل مباشر. يتمتع كلا المرشحين بانزياحات حمراء أكبر من 6 ولهما خصائص طيفية متوافقة مع تلك المتوقعة لمثل هذه المصادر. وعلى وجه الخصوص، من المتوقع أن يكون لهذه المصادر انبعاثات زائدة كبيرة من الأشعة تحت الحمراء عند انزياحات حمراء أعلى.وفي المستقبل، سوف تكون المزيد من الملاحظات، وخاصة باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، حاسمة للتحقيق في خصائص هذه المصادر وتأكيد طبيعتها.
الاختلافات عن أنواع الثقوب السوداء الأخرى
الثقوب السوداء البدائية هي تلك التي تشكلت نتيجة الانهيار المباشر للمادة النشطة أو المؤينة أثناء فترات التوسع أو فترات هيمنة الإشعاع، في حين أن الثقوب السوداء المنهارة مباشرة هي نتيجة لانهيار مناطق غازية كثيفة وكبيرة بشكل غير عادي. ومن الجدير بالذكر أن الثقوب السوداء المتكونة نتيجة انهيار النجوم من النوع الثالث لا تعتبر انهيارات "مباشرة".
في عملية استكشاف أسرار الكون، تم الاعتراف تدريجيا بأهمية الانهيار المباشر للثقوب السوداء، وربما تكشف الأبحاث المستقبلية المزيد من الأدلة حول لغز تشكل الثقوب السوداء الهائلة. في هذا الكون الغامض، كم عدد الثقوب السوداء المجهولة التي تنتظر أن يكتشفها البشر؟
