Language
Country/Area
No result found
أسرار الكون الخفية! كيف يمكن أن تتولد بذرة ثقب أسود كتلتها مليون كتلة شمسية في منطقة ذات انزياح أحمر عالي؟
في المراحل الأولى من عمر الكون، كان تشكل الثقوب السوداء دائمًا موضوعًا رائعًا. أشارت الأبحاث العلمية الحديثة إلى أن الثقوب السوداء ذات الانهيار المباشر (DCBHs) هي بذور ثقب أسود مهمة تتشكل في مناطق ذات انزياح أحمر مرتفع، ويمكن أن تصل كتلتها إلى مليون كتلة شمسية. لا يمنحنا هذا الإنجاز العلمي فهمًا أعمق لتاريخ الكون فحسب، بل يعيد أيضًا تعريف آلية تكوين الثقوب السوداء عالية الجودة.
عملية تكوين الثقوب السوداء ذات الانهيار المباشر
يحدث تكوين الثقوب السوداء ذات الانهيار المباشر تقريبًا في نطاق الانزياح الأحمر z=15 إلى 30، مما يعني أنه عندما كان عمر الكون من 100 إلى 200 مليون سنة فقط، كانت الظروف في الكون مناسبة بشكل خاص لتكثيف الأجسام الكبيرة. -مسألة الحجم.
يختلف تكوين هذه الثقوب السوداء عن بذور الثقب الأسود التي نشأت من النجوم الأولى (أي نجوم المجموعة الثالثة)، ولكنه مدفوع بشكل مباشر بنوع من عدم استقرار الجاذبية.
قبل أن تتشكل هذه الثقوب السوداء، يجب أن يستوفي الغاز سلسلة من الشروط المحددة، مثل أن يكون خاليًا من المعادن (يحتوي على الهيدروجين والهيليوم فقط) وأن يكون لديه ما يكفي من تدفق فوتون ليمان-فيرنر لتدمير جزيئات الهيدروجين، مما يمنع الغاز من التبريد والمجزأة. تؤدي مثل هذه البيئة إلى انهيار جاذبية سحابة الغاز، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين ثقب أسود بكثافة عالية جدًا للمادة في قلبها.
عدد نادر من الثقوب السوداء ذات الانهيار المباشر
على الرغم من الدعم النظري لـ DCBHs، فإننا نعلم حاليًا أنها نادرة جدًا في الكون عالي الانزياح نحو الأحمر. ووفقا لأحدث عمليات المحاكاة الكونية، فإن ظروف تكوين مثل هذه الثقوب السوداء قاسية للغاية، لذا من المتوقع أن تبلغ كثافتها العددية حوالي 1 فقط لكل جيجاباسيك مكعب على الأكثر. وفي السيناريو الأكثر تفاؤلاً، يمكن أن تصل هذه الكمية إلى حوالي 100000 لكل جيجا باراسيك مكعب.
الملاحظة والاكتشاف
مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، أصبح علماء الفلك أكثر نشاطًا في البحث عن DCBH. منذ عام 2016، يستخدم فريق بحث من جامعة هارفارد تلسكوب هابل الفضائي ومرصد شاندرا للأشعة السينية للبحث عن أدلة حول مثل هذه الثقوب السوداء. اكتشفوا مؤخرًا اثنين من المرشحين الذين يطابقون السمات الطيفية المتوقعة في البيانات الموجودة في نطاق الانزياح الأحمر العالي z > 6.
تتميز هذه الثقوب السوداء بوجود فائض كبير من الأشعة تحت الحمراء، وهو أكثر وضوحًا من الأجسام الأخرى ذات الانزياح الأحمر العالي.
الاختلافات بين الثقوب السوداء البدائية والثقوب السوداء التي تنهار النجوم
من المهم أن نلاحظ أن هناك اختلافات جوهرية بين DCBHs والثقوب السوداء البدائية والثقوب السوداء المنهارة النجمية. في حين أن الثقوب السوداء البدائية تتشكل من الانهيار المباشر للطاقة، فإن DCBHs تنتج من انهيار مناطق كثيفة بشكل غير عادي من الغاز.
خلال عملية تكوين الثقوب السوداء البدائية، لا تخضع لأي عمليات وسيطة من النجوم، لذلك لا نصنف بشكل عام الثقوب السوداء الناتجة عن انهيار نجوم المجموعة الثالثة على أنها "تحلل هش مباشر".
توجهات البحث المستقبلية
مع إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي، ستتعمق عمليات رصد هذه الثقوب السوداء المرشحة بشكل أكبر، وسنتمكن من تأكيد طبيعتها ووجودها بشكل أكثر فعالية. على أية حال، لا يزال استكشاف DCBH مليئًا بالتحديات والألغاز، الأمر الذي لا يجلب لنا أسئلة جديدة حول علم الكونيات فحسب، بل يحفز أيضًا تفكيرنا حول تكوين الكون وتطوره.
تكشف هذه الدراسات المتطورة عن سؤال مهم: كم عدد الظواهر الغامضة التي لا يزال يتعين اكتشافها في هذا الكون اللامتناهي؟
